МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ
(для технических вузов)
Рекомендовано в качестве учебного пособия
Редакционно-издательским советом
Томского политехнического университета
2-е издание, переработанное и дополненное
Издательство
Томского политехнического университета
2013
УДК 504(076.5)
ББК 20.1я73
П69
Авторы
А.Н. Вторушина, М.Э. Гусельников,
А.И. Копытова, Е.В. Ларионова, О.Б. Назаренко,
Н.В. Саранчина, Н.С. Шеховцова
Практикум по экологии (для технических вузов): учебное
П69 пособие / А.Н. Вторушина, М.Э. Гусельников, А.И. Копытова и др.;
Томский политехнический университет. – 2-е изд., перераб. и доп. –
Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. –
189 с.
В пособии представлены вопросы общей экологии, экологии человека,
инженерной защиты окружающей среды, рационального природопользования,
экономики природопользования. К каждой теме практического занятия приведены темы для обсуждения, практические задания и вопросы, примеры решения задач.
Предназначено для студентов технических вузов всех специальностей,
изучающих дисциплину «Экология».
УДК 504(076.5)
ББК 20.1я73
Рецензенты
Доктор биологических наук, профессор ТГУ
В.Н. Романенко
Доктор геолого-минералогических наук,
профессор ТГАСУ
А.В. Мананков
Старший преподаватель ТГУ
О.Л. Конусова
© ГОУ ВПО НИ ТПУ, 2011
© Авторы, 2011
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2013
2
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ ............................................................................... 4
1.1. Организм и среда ............................................................................... 4
1.2. Популяции ........................................................................................ 19
1.3. Экосистемы и биосфера .................................................................. 44
2. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА ...................................................................... 60
2.1. Человек как биологический вид ..................................................... 60
2.2. Демографические проблемы ........................................................... 61
2.3. Здоровье человека ............................................................................ 70
3. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ ................................................................ 82
3.1. Природные ресурсы и рациональное природопользование ........ 82
3.2. Инженерная защита окружающей среды ...................................... 83
3.2.1. Защита атмосферы ................................................................. 86
3.2.2. Защита гидросферы ............................................................. 112
3.2.3. Защита литосферы ............................................................... 116
4. ОСНОВЫ ЭКОНОМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ .................. 153
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................ 171
ПРИЛОЖЕНИЯ ........................................................................................ 173
3
1. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ
1.1. Организм и среда
Основные термины и понятия
Экология – наука о взаимоотношениях организмов друг с другом и
окружающей их средой.
Организм (живое вещество) – белковое тело, осуществляющее
обмен веществ с окружающей средой и способное к самовоспроизведению.
Вид – совокупность организмов, способных иметь совместное потомство.
Экологическая ниша – часть биосферы, включающая совокупность
всех экологических факторов (необходимое пространство, способ питания, образ жизни, взаимоотношения с другими видами и т. д.), пригодных для существования конкретного вида организма.
Среда – вся совокупность тел и сил внешнего по отношению к живому организму.
Среда обитания – характерные для растений и животных естественные условия жизни.
Окружающая среда человека – часть среды, с элементами которой
организм конкретно взаимодействует.
Экологические факторы – определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на живой организм.
Абиотические факторы – совокупность факторов неживой природы, влияющих на жизнь и распространение живых организмов.
Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности
одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую
компоненту среды обитания.
Антропогенные факторы – факторы, порожденные деятельностью
человека и воздействующие на окружающую природную среду: непосредственное воздействие человека на организмы или воздействие на
организмы через изменение человеком их среды обитания (загрязнение
окружающей среды, эрозия почв, уничтожение лесов, опустынивание,
сокращение биологического разнообразия, изменение климата и др.).
Лимитирующие факторы – факторы, сдерживающие развитие организма из-за их недостатка или избытка.
4
Адаптация – процесс приспособления организма к определенным
условиям окружающей среды.
Интродукция – случайный или преднамеренный перенос, переселение особей какого-либо вида растений или животных за пределы их
ареала, в новые природно-климатические условия.
Акклиматизация – процесс освоения интродуцированного вида на
новом месте; адаптации к новым экологическим условиям.
Эволюция – процесс постепенного развития, направленного на приспособление к изменениям окружающей среды. Термин применим к
биосфере и любым ее составляющим компонентам вплоть до организма.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Экологический фактор. Классификация экологических факторов.
Примеры.
Характеристика действия абиотических факторов: климатических,
почвенных, водной среды.
Типы межвидовой конкуренции.
Закон минимума.
Закон толерантности. Практическое применение этого закона.
Лимитирующие факторы, пределы толерантности. Группы организмов в зависимости от величины пределов толерантности. Примеры.
Адаптация живых организмов. Примеры.
Экологическая ниша. Общая и специализированная. Ареал, местообитание. Различия между понятиями «ареал», «местообитание»
и «экологическая ниша».
Организм
Организмом называют тело, обладающее совокупностью следующих признаков:
1. Белковый состав, который характерен для биосферных объектов
и отличает их от ряда конструкций искусственного происхождения,
например от компьютерных вирусов, «питающихся» ячейками памяти
компьютера и продуцирующими себе подобных.
2. Обмен веществ с окружающей средой, предполагающий как минимум получение материала для воспроизводства потомства. В реальности
организмы поглощают вещество из окружающей их среды не только для
построения своего тела и тел потомков, но и в качестве источника необходимой для их жизнедеятельности энергии. Переработка поглощенных организмами веществ реализуется путем химических реакций с образованием ненужных отходов, которые выделяются в окружающую среду. Обмен
5
веществ – одно из главнейших свойств жизни, определяющее тесную вещественно-энергетическую связь организмов со средой.
3. Воспроизводство себе подобных, которое должно не только
обеспечить бесконечность жизненных процессов организмов с конечным сроком жизни путем копирования родителей, но и реализовать механизмы приспособленности организмов к окружающей среде как результат эволюции. Приспособленность организмов к изменениям среды
обеспечивается действием двух факторов: мутацией (случайными изменениями) организмов и естественным отбором.
Экологические факторы
Живое неотрывно от окружающей среды. Каждый организм непрерывно связан с различными компонентами среды (почвой, воздухом
и т. д.) и испытывает их влияние. Среда разнообразна. Выделяют водное, наземное, почвенное окружение, а также тело другого организма,
используемого паразитами. Окружающая среда слагается из множества
динамичных во времени условий, которые рассматриваются в качестве
экологических факторов.
По происхождению выделяют следующие экологические факторы:
 абиотические факторы;
 биотические факторы;
 антропогенные факторы.
Большинство факторов качественно и количественно изменяются
во времени. Например, климатические факторы (температура воздуха,
освещённость и др.) меняются в течение суток, сезона, по годам. Факторы, изменение которых во времени повторяется регулярно, называют
периодическими. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические (приливы и отливы, некоторые океанские течения). Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника и т. п.) называются непериодическими.
Закономерности действия экологических факторов на организм
Влияние экологических факторов на живые организмы характеризуется некоторыми количественными и качественными закономерностями.
Действие на организм недостатка питательных веществ исследовал
Ю. Либих. В 1840 году он сформулировал закон минимума, который говорит, что величина урожая определяется количеством в почве того из
элементов питания, потребность растения в котором удовлетворена
меньше всего.
Более фундаментальный экологический закон толерантности был
сформулирован В. Шелфордом в 1913 году. Этот закон, также называе6
Комфортность существования
мый законом лимитирующего фактора, гласит, что жизненные возможности организма определяются экологическими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме, то есть определять жизнеспособность организма может как недостаток, так и избыток
экологического фактора.
Графическая зависимость комфортности существования организма
от величины экологического фактора называется экологической кривой.
Типовой пример экологической кривой представлен на рис. 1.1. На данной кривой можно выделить три зоны изменения значений экологического фактора:
1 – зона оптимума – зона нормальной жизнедеятельности;
2 – зоны стресса (зона минимума и зона максимума) – области нарушения жизнедеятельности вследствие недостатка или избытка фактора;
3 – зона гибели.
3
1
2
2
3
Интенсивность фактора
Рис. 1.1. Схема действия экологического фактора
на живые организмы
Максимально и минимально переносимые организмом значения
фактора – это критические точки (пессимумы), за пределами которых
существование уже невозможно, наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью (толерантностью) живых существ по отношению к конкретному
фактору среды.
Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора
приставки «эври», а узкую – приставкой «стено». Эвритермные виды
выносят значительные колебания температуры, стенобатные – узкий
диапазон давления, эвригалинные – разную степень засоления среды.
Организмы приспосабливаются к выживанию в условиях изменчивой окружающей среды. Механизмы этих приспособлений называют
адаптациями. Существуют следующие типы адаптаций:
7
 поведенческая адаптация, заключающаяся в поведении организма,
снижающем отрицательные действия экологических факторов
(например, маскировка жертв или выслеживание добычи хищниками, активный поиск оптимальных условий);
 физиологическая адаптация, состоящая в изменении обмена веществ с целью приспособления к неблагоприятным экологическим
факторам. Примерами могут служить впадение организмов в анабиоз на неблагоприятный период года, биохимическое окисление
жиров для пополнения дефицита влаги и т. д.;
 морфологическая адаптация, предполагающая строение тела организма, приспособленное к состоянию окружающей среды. Например, у растений в пустыне отсутствуют листья, а у водных организмов строение тела приспособлено к плаванию.
Задания
1. Укажите и обоснуйте, в какой среде обитают самые быстро двигающиеся, самые крупные и тяжелые животные, животные с развитой
опорно-двигательной системой.
Приведите примеры сред и мест обитаний для наземно-воздушной
среды жизни.
2. Может ли один экологический фактор полностью компенсировать действие другого экологического фактора? Поясните ответ. Приведите примеры.
3. Каким образом система лесопосадок в степных районах будет
влиять на микроклимат этих территорий?
4. Приведите примеры лимитирующих факторов для развития какого-либо вида животного или растения. Для каждого вида существует
только один лимитирующий фактор или их может быть несколько? Ответ обоснуйте.
5. Объясните, почему животных Южного полушария практически
невозможно акклиматизировать в сходных климатических условиях Северного полушария в первом поколении?
6. Определите форму биотических взаимоотношений для следующих ситуаций:
 отношения белки и лося;
 репейник на теле собаки;
 ели затемняют в лесу светолюбивые травянистые растения;
 под елью растут грибы маслята;
 ели в одном лесу борются за свет;
 отношения зайца и лисы;
 на ели поселился гриб-тутовик.
8
7. Приведите примеры антропогенных факторов, которые по воздействию на сообщества близки к естественным абиотическим и естественным биотическим факторам.
8. К какому типу экологических факторов (абиотические, биотические, антропогенные) относится:
 вырубка лесов;
 ветер;
 осушение болот;
 хищничество;
 промысел рыб;
 сооружение свалок;
 загрязнение почвы химическими отходами;
 размножение;
 температура воздуха;
 отношения доминирования в стаде;
 влажность почвы;
 строительство коммуникаций;
 химический состав воды;
 морские волны;
 отношения полов;
 атмосферное давление;
 паразитизм?
9. На рис. 1.2 представлена зависимость количества активных особей божьей коровки от температуры окружающей среды.
Рис. 1.2. Зависимость активных особей божьей коровки
от температуры окружающей среды
Изучив рисунок, определите следующие параметры:
 температуру, оптимальную для этого насекомого;
 диапазон температур зоны оптимума;
9
 диапазон температур зоны угнетения;
 критические точки;
 пределы выносливости вида.
Одинакова ли величина толерантности по отношению к температуре у разных видов? Ответ поясните.
10. Определите отношение организма к фактору. Какой фактор
представлен?
Организм
Лесные травы
Липа мелколистная
Дуб
Отношение к фактору
Гелиофиты (световые)
Сциофиты (теневые)
Факультативные гелиофиты (теневыносливые)
Организм
Рожь
Луговые злаки
Гречиха
Просо
Пшеница
Астры
Отношение к фактору
Длиннодневные
Короткодневные
Организм
Ногохвостки
Верблюжья колючка
Пингвины
Рыбка пятнистый
ципринодон
Отношение к фактору
Криофилы (холодолюбивые)
Термофилы (теплолюбивые)
Организм
Чертополох
Клевер луговой
Верблюжья колючка
Рис
Кислица
Береза
Отношение к фактору
Гигрофиты
Мезофиты
Ксерофиты
11. Приведите примеры:
 стенотермного организма;
 эвритермного организма;
 стеногалинного организма;
 эвригалинного организма.
12. Приведите примеры стенобионтов и эврибионтов. Какие организмы могут вести себя по отношению к одному фактору как эврибионты, а по
отношению к другому – как стенобионты? Приведите примеры организмов,
которые могут служить биоиндикаторами загрязнения окружающей среды.
10
13. Где формируются стенооксибаты при длительном обитании:
а) в водоемах, богатых кислородом;
б) в водоемах с низким содержанием кислорода в воде;
в) в водоемах, в которых наблюдается значительное колебание содержания кислорода в воде?
14. В какой части своего ареала вид более требователен к условиям
окружающей среды? Ответ поясните.
15. В каких экосистемах будет больше стенобионтов: в тех, где
уровень сменности климатических условий высокий, или в тех, где
климат меняется незначительно? Ответ обоснуйте.
16. В тропических районах океана, где много тепла и света, жизнь
очень бедна. Эти районы называют океанической пустыней. Приведите
примеры лимитирующих факторов для развития водорослей в этих районах.
17. Проанализируйте графики, представленные на рис. 1.3. Какой
из видов (1 или 2) находится в оптимальных условиях обитания в каждом случае (А и Б)?
Рис. 1.3. Изменение функции отклика (выживаемости) вида
в зависимости от изменения фактора (по В.М. Басову, М., 2009)
18. Изучите варианты влияния температурного фактора на разные
виды организмов. Определите, у какого из организмов толерантность
к данному фактору больше (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Функция отклика (выживаемости) двух разных организмов
в зависимости от температуры (по В.М. Басову, М., 2009)
11
19. На рис. 1.5 представлена экограмма зависимости смертности
куколок яблоневой плодожорки от влажности и температуры.
Рис. 1.5. Экограмма зависимости
смертности куколок яблоневой плодожорки
от влажности и температуры (по Ф. Дрё, 1976)
Изучив зависимость, определите:
 какой фактор будет ограничивающим в точке с координатами:
1) влажность 18 %; температура  30 °С;
2) влажность  75 %; температура  2 °С;
3) влажность  70 %; температура  37 °С;
 диапазон оптимальной температуры для вида;
 диапазон оптимальной влажности для вида;
 пределы выносливости вида (диапазон между критическими точками) по температуре и влажности.
20. На рис. 1.6 показано горизонтальное распределение особей трех
видов бокоплавов (Gammarus sp. – отрядов высших раков) в зависимости от солености среды в эстуарии реки. Используя данные, постройте
графики толерантности к солености для представленных видов. Какие
из данных видов организмов можно отнести к олигогаллинным в зависимости от отношения к уровню солености? Ответ поясните. Олигогаллинные организмы  организмы, обитающие в средах с незначительным
интервалом солености.
23. В таблице даны типы адаптаций организмов к экологическим
факторам, примеры и описание действия приспособления.
12
Рис. 1.6. Изменение солености воды (А) и плотности популяций (Б)
трех видов гаммарид на участке реки протяженностью 21 км
(по Козлову и Садчикову, 1999)
Формы
приспособлений
Примеры
Дельфин
Форма тела
Преимущества
данного
приспособления
Движения легки,
Торпедовидная
точны, скорость
форма тела
передвижения 40 км/ч
Описание
приспособления
Сокол-сапсан
Морской конёк
Приспособительное поведение
Сезонная
миграция
Имитация
ранения
Запасание корма
Камбала
Тундровая
куропатка
Хамелеон
Пчела
Предупреждающая
Божья коровка
окраска
Кобра
Яйца кукушки
Покровительственная окраска
(маскировка)
Мимикрия
(сходство, подражание более приспособленным
организмам)
Глухая крапива
с листьями,
копирующими
жгучую крапиву
Муха-журчалка,
имитирующая
осу
13
24. Приведите примеры адаптации у растений и у животных. Приспособлением к каким факторам они являются?
25. Опишите экологическую нишу человека.
Материалы для углубленного изучения основ генетики
и адаптации организмов к условиям окружающей среды
Процесс развития биосферы, называемый эволюцией, является
результатом множества микроэволюций – направленного изменения
особей конкретной популяции. Эволюционные изменения популяций
происходят под действием двух факторов: мутации организмов и
естественного отбора.
Для уяснения понятия мутации кратко рассмотрим механизм передачи наследственных признаков при размножении особей. Основная
информация о строении организма содержится в генах – специфических
макромолекулах, присутствующих в каждой клетке организма. Отдельные участки генов одинаковы для каждого организма данного вида.
Они определяют принадлежность организма к данному виду, не могут
изменяться в ходе эволюции и называются гомозиготными. Остальные
участки генов, определяющие индивидуальные свойства организма, изменяются при смене поколений и называются гетерозиготными, а соответствующее свойство организмов популяции изменяться при смене
поколений называется гетерозиготностью, или гетерогенностью.
Наличие гетерозиготных участков генов у организма не сказывается
на его внешнем облике (фенотипе), но у потомства разнополых родителей
с идентичным гетерозиготным участком гена этот участок может стать
гомозиготным, т. е. сказаться на устройстве организма потомка и утратить
способность к изменениям. Вместе с тем именно гетерогенность организмов преимущественно обуславливает возникновение в популяциях мутации – внезапного естественного или искусственно вызванного наследуемого изменения генетического материала, приводящего к изменению тех
или иных признаков организма. Таким образом, мутация обеспечивает появление в популяции организмов с отклонениями от стандартного набора
признаков, а влияние окружающей среды приводит к гибели особей с неудачными отклонениями, то есть существует естественный отбор генетического материала популяции (генофонда).
При длительной стабильности экологических факторов в популяции
осуществляется стабилизирующий отбор, препятствующий ее изменчивости. При стабильных дрейфах значений факторов организмы приспосабливаются к ним либо изменением одного адаптивного признака (движущий отбор), либо изменением в нескольких направлениях (дизруптивный
отбор, приводящий к образованию нескольких видов из одного). Анализ
14
эволюционных процессов показывает, что чем больше гетерогенность популяции, тем шире ее экологические кривые и выше ее приспособительные возможности. Поэтому генетическое разнообразие особей популяции
чрезвычайно важно для ее устойчивого существования.
Для анализа гетерогенности популяции вводят понятия эффективного размера популяции. Ne – численность идеальной популяции, в которой каждая особь дает равный вклад в общий генофонд нового поколения. В реальной популяции ее численность N всегда превышает Ne
по следующим причинам:
1. Колебания числа потомков в семье
4 N
Ne 
,
(1.1)
2 
где  – дисперсия числа потомков. Например, при  = 4 число детей
в семье меняется от 0 до 4, а Ne = N · 2 / 3.
2. Колебания численности поколений
1  1
1
1 


 ... 
(1.2)
 m,
Nm 
N e  N1 N 2
где Nm – численность m-гo поколения.
Например, снижение в одном из десяти поколений численности
популяции с 1000 до 50 особей приведет к снижению Ne с 1000 до 345.
3. Неравное число самцов N1 и самок N2
1
1
1


.
(1.3)
N e 4  N1 4  N 2
Из (1.3) видно, что максимум Ne достигается при N1 = N2.
4. Инбридинг – близкородственное скрещивание, повышающее вероятность наличия идентичных гетерозиготных участков генов родителей и появления гомозиготных организмов не в результате естественного отбора. Это явление используется селекционерами для закрепления
необходимых наследственных признаков при создании новых видов
растений и животных. При отсутствии контроля экспериментатора инбридинг ведет к вырождению и гибели популяции, что подтверждается
историей некоторых царствовавших династий.
Для количественной оценки данного явления введено понятие коэффициента инбридинга:
m

1 
f  1  1 
 ,
2
N
e 

где m – число поколений.
15
(1.4)
Опыт животноводов показал, что плодовитость популяций падает
при f > 0,5. Решая показательное уравнение (1.4) при заданном значении f, получим, что число поколений, приводящее популяцию к порогу
вымирания, равно m = l,5 · Ne. Таким образом, снижение гетерогенности
ведет к вымиранию популяции. Однако чрезмерный рост генетического
разнообразия популяции приводит к утере популяцией способности генетического адаптирования к изменяющимся условиям окружающей
среды. Для каждой популяции существуют некоторые оптимальные
значения гетерозиготности, зависящие от ее численности, структуры,
исходного генофонда, статических и динамических характеристик
окружающей среды. Например, при длительной стабильности экологических факторов высокая гетерогенность популяции не требуется, а при
изменении экологических факторов выживает наиболее гетерогенная
популяция. Поэтому обитатели разных экологических систем обладают
разной гетерогенностью. Например, у человека число гетерозиготных
участков генов составляет около 20 %. Мутация является процессом,
повышающим гетерогенность популяции.
Мутагены – физические и химические экологические факторы,
воздействие которых на живые организмы приводит к возникновению
мутаций с частотой, превышающей уровень спонтанных реакций. К физическим мутагенам относят ультрафиолетовое излучение, повышенную и пониженную температуры, ионизирующие излучения (гаммаи рентгеновские лучи, протоны, нейтроны и т. д.).
Химическими мутагенами являются аналоги нуклеиновых кислот,
чужеродные ДНК и РНК, алкалоиды и другие вещества. Устойчивость
организмов к воздействию мутагенов различна. Вирусы в 3–1000 раз
более стойки к ним, чем растения, а растения – в 2–800 раз по сравнению с теплокровными животными. В целом более высокоорганизованные особи менее стойки к воздействию мутагенов. Поэтому предельно
допустимый уровень мутагенных биосферных воздействий нормируется
на человека.
В данном задании предлагается исследовать влияние ряда экологических факторов на устойчивое развитие вида:
1. Подсчитать Ne для популяции, учитывая колебания числа потомков в семье. Вычислить число поколений, приводящее популяцию к порогу вымирания. Определить коэффициент инбридинга для четырех поколений и сделать вывод о жизнеспособности популяции.
2. Подсчитать Ne для популяции, учитывая колебания численности
поколений. Вычислить число поколений, приводящее популяцию к порогу вымирания. Определить коэффициент инбридинга для четырех поколений и сделать вывод о жизнеспособности популяции.
16
3. Подсчитать Ne для популяции, учитывая неравное число самцов
и самок. Вычислить число поколений, приводящее популяцию к порогу
вымирания. Определить коэффициент инбридинга для четырех поколений и сделать вывод о жизнеспособности популяции.
Исходные данные для расчета приведены в таблице:
№
варианта
Пр.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Реальный Дисперсия Колебания численности Отношение
поколений
размер
числа
числа самцов
популяции потомков
к числу самок
1
2
3
4
110
3
20
30
20
40
4
30
4
30
20
15
60
1,4
40
5
40
30
20
70
2
50
6
50
40
30
80
1,5
60
7
60
50
40
90
0,8
70
8
70
60
50
100
0,5
80
2
80
70
60
110
1,8
90
3
90
80
70
120
1,6
100
4
100
90
80
130
0,9
110
5
110 100
90
140
1,4
120
6
120 110 100 150
0,7
130
7
130 120 110
60
0,3
140
8
140 130 120
70
4,5
150
1
150 140 130
80
3
60
2
60
150 140
90
0,3
70
3
70
60
50
100
0,6
80
4
80
70
60
110
1,9
90
5
90
80
70
120
1,3
100
6
100
90
80
50
5
110
7
110 100
90
60
0,1
120
8
120
100
100
30
4
Данные из первой строки (Пр.) приведены для ниже рассмотренного примера решения задачи.
4. Сделать выводы и оформить отчет по практическому занятию.
Пример
1. Эффективный размер популяции с учетом колебания числа потомков в семье в соответствии с выражением (1.1) равен
Ne  4 N  2     4·110  2  3  440 5  88 .
Коэффициент инбридинга может быть вычислен по формуле (1.4):
17
m
4

1 
1 

f  1  1 
  1  1 
  1  0,982  0,018 .
2
220
N


e 

Число поколений, приводящее популяцию к порогу вымирания,
равно m = l,5·Ne = 1,5·88 = 132.
По данным расчетам можно сделать вывод о том, что колебания
числа потомков в семье снижает эффективный размер популяции, а значит и ее устойчивость к изменениям окружающей среды на 20 %. Несмотря на это, в течение времени, необходимого для смены 132 поколений, у данной популяции отсутствует угроза вымирания.
2. Эффективный размер популяции с учетом колебания численности поколений согласно формуле (1.2) определяется как
1  1
1
1 
1
1
1 
 1


 ... 

  4  0,15833 4 
 m 
Nm 
N e  N1 N 2
 20 30 20 40 
 0,0395833,
N e  1 0,0395833  25, 26 .
Коэффициент инбридинга определяется формулой (1.4):
m
4

1 
1 

f  1  1 
  1  1 
  1  0,85  0,15 .
 25,26 
 2 Ne 
Число поколений, приводящее популяцию к порогу вымирания,
равно m = l,5·Ne = 1,5 · 25,26 = 37,9. Угроза вымирания популяции возможна после смены 38-vb поколений.
3. Эффективный размер популяции с учетом неравного числа самцов и самок находится по выражению (1.3):
1
1
1


,
N e 4  N1 4  N 2
где N1 – число самцов и N2 – число самок, которые связаны выражением:
N1 / N2 = 4 N1 + N2 = Ne = 110.
Решение данной системы уравнений дает N2 = 22 и N1 = 88. Подставив эти данные в (1.3), получим
1
1
1
1
1


 
 0,0142 ,
N e 4 N1 4 N 2 88 352
Ne = 1 / 0,0142 = 70,42.
Коэффициент инбридинга вычисляется по формуле (1.4):
m
4

1 
1 

f  1  1 
  1  1 
  1  0,9719  0,01291 .
2
140,84
N


e 

18
Число поколений, приводящее популяцию к порогу вымирания,
равно m = l,5·Ne = 1,5 · 70,42 = 105,63. Угроза вымирания популяции
возможна после смены 106 поколений.
4. Из проведенных расчетов видно, что неодинаковое количество детей
в семьях популяции и неравное число самцов и самок в популяции уменьшает ее эффективный размер, то есть снижает выживаемость популяции.
1.2. Популяции
Основные термины и понятия
Популяция – совокупность организмов, обитающих более или менее изолированно в пространстве и во времени от других аналогичных
совокупностей того же вида и осуществляющих обмен генетической
информацией.
Численность популяции – общее количество организмов одного вида на данной территории или в данном объеме.
Плотность популяции – число организмов популяции, приходящихся на единицу занимаемого данной популяцией пространства.
Рождаемость – число организмов, родившихся в популяции за некоторый промежуток времени.
Удельная рождаемость – отношение рождаемости к численности
популяции.
Смертность – число организмов, погибших в популяции за некоторый промежуток времени.
Удельная смертность – отношение смертности к численности популяции.
Структура популяции – деление организмов популяции по признакам возраста, размера, пола, распределения в пространстве и т. д.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Понятие «популяция».
Структура популяции. Основные характеристики популяции.
Эффект группы.
Кривые выживания.
Анализ экспоненциального закона роста численности популяции.
Анализ логистического закона роста численности популяции.
Факторы динамики численности популяции.
Количественные характеристики популяций
Каждая популяция характеризуется количественными показателями, которые описывают ее статическое и динамическое состояния.
19
Статические показатели характеризуют состояние популяции в
определенный момент времени. К ним относят:
 численность;
 плотность;
 показатели структуры.
Структура популяции строится на основе деления особей на группы по разным признакам:
 возрастная – структура популяции характеризует общее количество представленных в ней возрастных групп и соотношение их
численности;
 половая – отражает количество и численность групп организмов, разделенных по признаку пола;
 размерная – отражает соотношение количества особей разных
размеров;
 пространственная – отражает распределение особей в пространстве.
Возрастная структура популяции
Возрастная структура популяции показывает соотношение количества организмов разного возраста.
Смертность и рождаемость особей изменяются с возрастом. Существуют виды, у которых смертность в раннем возрасте больше, чем у
взрослых особей, и наоборот. Графическую зависимость числа выживших особей от их возраста называют кривыми выживания. Кривые выживания подразделяют на три основных типа (рис. 1.7):
1. Кривая I типа – выпуклая, характерна для видов, у которых на протяжении всей жизни смертность мала и большинство организмов
доживает до биологического возрастного предела. Данная кривая
выживания характерна для организмов с низкой рождаемостью и
усиленной заботой о подрастающем поколении, таких как крупные
млекопитающие и человек.
2. Кривая II типа – диагональная, характерна для видов, у которых
смертность не зависит от возраста. Примером являются птицы и
грызуны.
3. Кривая III типа – вогнутая, характерна для видов с высокой смертностью в начальный период жизни, которые мало заботятся о своем
потомстве (устрица, рыбы, растения).
При рассмотрении возрастной структуры популяции выделяют три
экологические возрастные группы:
 предрепродуктивная (молодые особи);
 репродуктивная (взрослые особи);
 пострепродуктивная (старые особи).
20
Рис. 1.7. Кривые выживания
Увеличение относительно характерных для популяции значений
числа молодых особей характерно для быстрорастущих, развивающихся
популяций. В деградирующих, сокращающихся популяциях преобладают старые особи, неспособные к интенсивному размножению.
Деление популяции по признаку пола
Деление популяции по признаку пола связано с реализацией эволюционного развития организма. Согласно учению Ч. Дарвина, эволюция
заключается в мутации (случайном изменении) организмов с последующим естественным отбором (выживанием наиболее приспособленных
к окружающей среде). Результаты естественного отбора должны закрепляться в качестве видового признака. Это закрепление происходит на генетическом уровне у потомства родителей, имеющих идентичные мутационные изменения. Например, у двух блондинов, скорее всего, дети
будут также блондинами. Если выживаемость блондинов будет выше,
чем у брюнетов, то через достаточно большое количество поколений весь
вид будет состоять исключительно из блондинов.
Деление популяции по признаку пола обеспечивает наиболее эффективный обмен генетической информацией, необходимый для закрепления на генетическом уровне результатов естественного отбора.
Если внутри популяции отсутствует обмен генетической информацией,
например при размножении только почкованием, то сохранение в течение смены поколений характерных для вида признаков невозможно.
Например, при размножении картофеля только клубнями через определенное число поколений он полностью вырождается. Возможны следующие варианты структуры популяции по признаку пола:
1. Все организмы однополые. Обмен генетической информацией
осуществляется, например, как у растений – перекрестным опылением.
21
2. Организмы популяции разделены на два пола. Случай наиболее
характерный для большинства животных и некоторых растений, таких
как тополь и облепиха.
3. Популяция по признакам пола (участия в процессе размножения)
делится более чем на два пола. Например, у пчел выделяют матку, трутней и рабочих пчел, а популяция трихомонады по признаку пола разделена на шесть групп.
Динамика популяций
Динамика популяции – процессы изменения ее основных характеристик во времени. Динамические показатели характеризуют процессы,
протекающие в популяции за некоторый промежуток времени. Это
рождаемость, смертность, скорость роста популяции.
Рождаемость – число особей N n , родившихся в популяции за
некоторый промежуток времени ( t ):
P  N n / t .
(1.5)
Смертность – число особей N m , погибших в популяции за некоторый промежуток времени t :
(1.6)
C  N m / t .
Для сравнения рождаемости и смертности в разных популяциях
используют удельные показатели.
Удельная рождаемость – отношение рождаемости к исходной
численности популяции N:
b  P / N  N n / N t .
(1.7)
Удельная смертность – отношение смертности к исходной численности популяции N:
d  C / N  N m / N t .
(1.8)
Скорость изменения численности популяции
v  N t ,
(1.9)
где ΔN – изменение численности популяции за время Δt.
Удельная скорость изменения численности
r bd .
(1.10)
Если b  d , то r  0 , и популяция находится в стационарном состоянии. Если b  d , то r  0 , численность популяции растет. Если b  d ,
то r  0, численность популяции сокращается.
Таким образом, численность популяций определяется двумя противоположными процессами – рождаемостью и смертностью.
22
Очевидно, что в жизнеспособной популяции рождаемость должна
превышать смертность. В этом случае при постоянной величине удельной скорости изменения численности рост числа организмов популяции
N в зависимости от времени (количества поколений) математически будет представлять собой геометрическую прогрессию. Такой тип роста
описывается следующим дифференциальным уравнением:
dN
 (b  d ) N  rN .
(1.11)
dt
Уравнение (1.11) в интегральной форме имеет вид
N t  N 0ert ,
(1.12)
где N t – численность популяции в момент времени t ; N 0 – численность
популяции в начальный момент времени t0 ; е – основание натурального
логарифма; r – показатель, характеризующий темп размножения особей
в данной популяции (удельная скорость изменения численности).
Экспоненциальный рост численности популяции, называемый
J-образной кривой, представлен на рис. 1.8. Он возможен лишь при отсутствии лимитирующих факторов. Такой рост в природе не происходит,
либо происходит в течение очень непродолжительного времени (например, популяции одноклеточных организмов, водорослей, мелких ракообразных при благоприятных условиях размножаются по экспоненциальному закону). Это рост численности особей в неизменяющихся условиях.
N
N0
t
Рис. 1.8. J-образная кривая роста численности популяции
Логарифмируя обе части уравнения (1.12), получим уравнение линейного вида
ln N t  ln N 0  rt .
(1.13)
Графический вид зависимости lnN от t представлен на рис. 1.9. Используя экспериментальную зависимость lnN от t, можно определить
23
lnN0 как отрезок, отсекаемой прямой на оси X, а r – как тангенс угла
наклона прямой.
lnN
lnN = LnN0 + rt

)
tgr
lnN0 
t
Рис. 1.9. Графический вид зависимости lnN от t
в случае экспоненциального роста
В реальных условиях удельная скорость роста популяции r зависит
от плотности популяции. Увеличение плотности популяции снижает
количество доступной организму пищи, что приводит к росту удельной
смертности d и снижению удельной скорости изменения численности
популяции r. Уменьшение r до нулевого значения останавливает рост
численности популяции на некотором значении N = K, которое называют емкостью экологической ниши.
Таким образом, рост популяции не может быть бесконечным, а реальная кривая изменения численности популяции имеет вид буквы S,
представленный на рис. 1.10. Такой тип роста описывается следующим
дифференциальным уравнением:
dN
 rN ( K  N ) / K ,
dt
(1.14)
где К – максимальное число особей, способных жить в рассматриваемой
среде. В интегральной форме уравнение (1.14) имеет вид
N
K
,
1  e a rt
(1.15)
где а – константа интегрирования, определяющая положение кривой
относительно начала координат, a = ln((K – N0)/N0) при t = 0.
Тогда уравнение (1.15) можно записать в виде
N
K
ln  K  N 0 
1 e 
24
N 0  rt
.
(1.16)
N
K
N0
t
Рис. 1.10. S-образная кривая роста численности популяции
lnN
tgr
)

t
Рис. 1.11. Графический вид зависимости lnN от t
в случае логистического роста
Коэффициенты уравнения (1.15) можно легко определить, используя экспериментальную зависимость N от t. Коэффициент a можно вычислить, определив N0 и K из графика зависимости N от t. Поскольку
J-образную кривую можно рассматривать как участок S-образной кривой,
то в некоторых случаях коэффициент r можно определить как тангенс угла наклона прямолинейного участка зависимости lnN от t (рис. 1.11).
Константы K и r логистического уравнения дали название двум типам естественного отбора. Каждый организм испытывает на себе комбинацию r и К-отбора, но r-отбор преобладает на ранней стадии развития
популяции, а К-отбор характерен для сформировавшихся систем. Выживание за счет количественного роста обеспечивает r-стратегия. Такая
стратегия характерна для организмов с коротким жизненным циклом
и высокой плодовитостью: микроорганизмов, мелких насекомых, однолетних трав. К-стратегия обеспечивает выживание за счет качественного
совершенствования взаимоотношений между особями и особей с абиотической средой: крупные и долгоживущие виды, деревья, звери, человек.
25
Колебания численности популяций
Численность популяций может изменяться в результате изменения внешних условий среды – из-за нехватки пищи, появления большого количества хищников и т. д. Периодические и непериодические
колебания численности популяций под влиянием абиотических и биотических факторов среды называются популяционными волнами. Популяции обладают способностью к саморегуляции, и их плотность
при более или менее значительных колебаниях остается в устойчивом
состоянии между своими нижним и верхним пределами (динамическое равновесие).
В природе в основном встречаются три вида колебаний численности популяций: относительно стабильный, скачкообразный, циклический (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Основные типы кривых изменения
численности популяций
Кривая 1. Стабильные популяции. Такое постоянство встречается
нередко в природе, например в тропических лесах, где климатические
условия меняются крайне мало.
Кривая 2. Правильный циклический характер. Например, колебания
связанные с сезонными изменениями климата: комары, цветы на полях; система «хищник – жертва»; циклические колебания численности леминногов
(травоядный грызун в Северной Америке и Скандинавии).
Кривая 3. Скачкообразный рост численности. Например, это характерно для енотов, имеющих относительно стабильную численность, но время от времени происходит всплеск численности. Такой
всплеск связан с временным повышением емкости среды (улучшение
климатических условий, питания, резкое уменьшение численности
хищников).
26
Изменение численности в системе «хищник – жертва»
Межвидовые взаимоотношения играют большую роль в динамике
численности организмов. Хищники, уничтожая свои жертвы, влияют на
их численность. Такое же действие оказывают и паразиты.
Математики А. Лотка (1880–1949 гг.) и В. Вольтерра (1860–
1940 гг.) независимо друг от друга разработали математические модели
взаимодействия животных в системе «паразит – хозяин» (Лотка) и в системе «хищник – жертва» (Вольтерра). Различия в этих системах состоят лишь в количественном соотношении: один хищник уничтожает много жертв, а паразитов может быть много на одном хозяине.
В системе «хищник – жертва» численности хищника соответствует
определенная численность жертвы, и по мере возрастания плотности популяции жертвы увеличивается и плотность популяции хищника. Повышение же численности хищника приводит к снижению численности
жертвы, что опять снижает количество хищников. Так происходят периодические колебания численности популяций хищника и жертвы с небольшими отклонениями от какого-то оптимального уровня (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Колебания численности в системе «хищник – жертва»
Примеры
Пример 1. Как изменится численность популяции зайца-беляка через 2 года, если известно, что исходная численность популяции – 5000
особей, а соотношение мужских и женских особей составляет 1:1.
В среднем в выводке рождается 7 детёнышей. Каждая самка в год приносит 2 помёта. Смертность популяции составляет 80 %.
Решение. Исходная численность особей в популяции 5000, из них
2500 – самки (т. к. соотношение мужских и женских особей составляет
1:1). Каждая самка приносит 2 помёта в год по 7 детёнышей, следовательно, рождаемость составит: Р  2500  7  2  35000 особей. Смертность
популяции 4000 особей (С  5000  0.8  4000 ). Таким образом, прирост
численности популяции составит r  Р  С  35000  4000  31000 особей,
а численность популяции зайца-беляка через год будет составлять
27
N1  N 0  r  5000  31000  36000 . Аналогичным образом рассчитаем
рождаемость и смертность через 2 года:
Р  18000  7  2  252000 ;
С  36000  0.8  28800 ;
r  252000  28800  223200 .
Численность популяции зайца-беляка через 2 года составит:
N 2  N1  r  36000  223200  259200 особей.
Пример 2. Имеются данные изменения численности растения во
времени:
Годы
Численность
растения
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14
10 12 15 19 23 27 30 33 35 37 39 40 41 42 42
Построить график зависимости численности популяции от времени, определить тип кривой роста. Найти уравнение, описывающее экспериментальную зависимость.
Решение. Построим график зависимости N от t (рис. 1.14). Как видно, график имеет логистический характер. Для описания данной зависимости воспользуемся уравнением (1.16). Коэффициент K найдем из графика: K = 42. Коэффициент a найдем из выражения a = ln((K – N0)/N0).
N0 = 10; a = 1,2.
Далее, выбираем t1 = 5. Ему соответствует N1 = 27. Подставив данные значения в выражение (1.16), получим
42
27 
.
1  exp 1,2  5r 
N 50
K 40
30
20
N0 10
0
4
8
12
16
t
Рис. 1.14. Зависимость численности растения N от t и кривая,
полученная по уравнению (1.16)
28
Выразим r:
42  27 1  exp 1,2  5r   , exp 1, 2  5r  
42  27
,
27
42  27
 1,2
27
r
 0,36 .
5
Таким образом, уравнение, описывающее экспериментальную зависимость численности растения от времени, имеет вид
42
N
.
1  e1,20,36t
График, построенный по полученному уравнению, представлен на рис. 1.14.
ln
Задания
1. На рис. 1.15 показано процентное соотношение численности половозрелых самцов и самок различного возраста в популяции травяной
лягушки.
Изучив рисунок, сравните скорость полового созревания самцов и
самок. Объясните различия в соотношении полов половозрелых особей
разных возрастов. В каком возрасте, преимущественно, особи травяной
лягушки достигают половой зрелости?
Рис. 1.15. Соотношение половозрелых самцов и самок разных возрастов
в популяции травяной лягушки (по Северцову, 1999)
2. При впадении в спячку в одной популяции малого суслика плотность
особей составляла 160 особ/га; выжило 80 особей. В соседней популяции малого суслика плотность особей – 90 особ/га; выжило 56 особей. Рассчитать
смертность во время спячки в двух соседних популяциях. Определить, на ка29
ком участке смертность выше и чем это может быть объяснено, при условии,
что запас кормов, приходящихся на 1 га, на обоих участках был одинаков.
3. В охотничьем хозяйстве стадо лосей насчитывает 50 особей. Определите, как будет изменяться численность стада при ежегодном приросте
15 %. Укажите, что произойдет с плотностью популяции, если территория
хозяйства составляет 40000 га (плотность рассчитывается по количеству
особей на 1000 га), а оптимальной является плотность 3–5 особей на 1000 га.
4. В начале сезона было помечено 2000 рыб. В ходе последующего
лова в общем вылове из 10000 рыб обнаружилось 700 меченных. Какова
была численность популяции перед началом промысла?
5. Для популяции белки обыкновенной ёмкость среды (К) составляет 7000 особей. Как изменится численность, если соотношение мужских и женских особей в популяции составляет 1:1. Максимальная численность детенышей в выводке – 7 (при N = K/2), минимальная –
3 детеныша при 5000  N < 7000, 5 детенышей при 3500 < N < 5000
и N < 3500. Смертность популяции (d) составляет:
d = 5 % при N < 1250;
d = 25 % при 1250 ≤ N < 3500;
d = 50 % при 3500 ≤ N < 5000;
d = 85 % при 5000 ≤ N < 7000.
Определить абсолютный и удельный (на 1 особь) прирост популяции при ее численности (N): а) 1000 особей; б) 2000 особей; в) 3000 особей; г) 4000 особей; д) 5000 особей; е) 6000 особей. При достижении какой численности популяции прирост «перекрываться» смертностью?
Рис. 1.16. Выживаемость головастиков остромордой лягушки
при различных уровнях плотности населения (по Северцову, 1999):
1 – «одиночки» с плотностью 1 ос./0,6 л; 2 – группа с плотностью 3 ос./0,6 л;
3 – группа с плотностью 1 ос./0,13 л
30
6. На рис. 1.16 приведены результаты эксперимента по изучению
выживаемости личиночной стадии (головастиков) остромордой лягушки поодиночке и в группах с разным уровнем популяции до момента
метаморфоза – превращения в молодых лягушат-сеголеток. Определите
оптимальную плотность населения головастиков. С чем связана более
высокая выживаемость при метаморфозе головастиков с данной плотностью населения при их выращивании в группе? Почему выживаемость снижается при увеличении плотности популяции?
7. В таблице приведены данные (по Н. Грину, У. Стауту, Д. Тейлору, 1990) о выживании усоногого ракообразного Balanus glandula:
Возраст, годы
Число живых особей
0
142
1
62
2
34
3
20
4
16
5
11
6
7
7
2
8
2
9
0
На основании этих данных постройте кривую выживания этого вида. В каком возрасте выживаемость данного вида максимальна? Оцените среднюю продолжительность жизни особей.
8. В таблице приведены данные об изменении численности
дрожжей (по Ю. Одуму, 1975):
Время, ч
Фактическая
биомасса
дрожжей
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9,6 18,3 29,0 47,2 71,1 119,1 174,6 257,3 350,7 441,0
Постройте график зависимости численности популяции от времени, определите тип кривой роста. Найдите уравнение, описывающее
экспериментальную зависимость.
9. В табл. 1.1 приведены данные об изменении численности популяций различных растений в течение некоторого промежутка времени.
Постройте график зависимости численности популяции от времени, определите тип кривой роста. Найдите уравнение, описывающее
экспериментальную зависимость.
10. В таблице приведены данные о численности некоторых охотничьих животных на территории Белгородской области в 2002 г.:
Вид
Лось
Косуля
Олень
Кабан
Заяц-русак
Лисица
Численность по годам, количество особей
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
387
346
301
308
322
322
263
266
4474 4911 5055 5193 5334 5897 6164 6085
501
570
562
619
678
782
896
1089
2574 2436 2351 2958 3626 3896 4236 4520
18361 17676 16261 19792 22631 20246 22636 20418
3856 4344 4611 5754 5167 5277 5922 5547
31
Вид
Куница
Хорь
Волк
1995
2025
1120
36
Численность по годам, количество особей
1996 1997 1998 1999 2000 2001
1820 1628 1910 2696 2770 2308
634
461
747
1346 1340 1157
34
41
65
76
74
74
2002
2298
1766
74
Постройте следующие графики колебания численности охотничьих
животных по годам:
а) для каждого вида животных;
б) для совокупности хищников и совокупности их потенциальных
жертв.
Обоснуйте выбранную группировку видов по системе «совокупность хищников – совокупность их потенциальных жертв». Проведите
частный и сопоставительный анализ кривых динамики численности отдельных видов и групп видов животных. Определите долю численности
каждого вида рассмотренных охотничьих животных в их общей численности. Качественно оцените долю рассмотренных видов консументов первого порядка в рационе представленных хищных видов. Обоснуйте полученные наблюдения, сделайте выводы.
11. На момент организации заповедника на его территории площадью 190 га было отмечен 1 выводок обыкновенной лисицы. Через 6 лет
ее численность увеличилась до 30–35 особей. Еще через 5 лет количество лисиц уменьшилось до 7–9 особей и стабилизировалось на этом
уровне. Объясните, почему сначала численность лисиц резко возросла, а
позже упала и стабилизировалась?
11. Определите площадь индивидуального участка волка, если известно, что между логовами должно быть не менее 7 км. Сколько волков может жить в лесах, площадь которых составляет 32 тыс. га?
12. В результате самоизреживания елей в густых посадках число деревьев на 1 га составляло: в 20-летних насаждениях – 6720,
в 40-летних – 2380, в 60-летних – 1170, в 80-летних – 755, в столетних –
555, а в 120-летних – 465. Начертите график уменьшения количества
стволов елей в лесу при увеличении возраста. Рассчитайте площадь,
приходящуюся на одно дерево в разном возрасте. В какой период самоизреживание деревьев происходит наиболее интенсивно? Необходимо
ли заранее высаживать ели разреженно? Ответ обоснуйте.
13. На рыборазводных заводах разрабатывают технологию получения живого корма для мальков. Для этого культивируют различных
простейших, коловраток и рачков дафний. Используют два основных
способа их разведения: 1) в непроточных емкостях с кормовой взвесью
корм подают до тех пор, пока рост популяции не прекратится, после че32
го собирают «урожай»; 2) в проточных емкостях, куда постоянно подается вода с кормом, а часть воды вместе с животными также непрерывно удаляется. При непроточном способе получают инфузорий
и коловраток 18–20 г с 1 м3 воды в сутки, дафний – 70. При проточном
методе соответственно 20 кг и 0,5 кг. Чем объяснить столь значительную разницу в результатах при разных способах культивирования этих
водных животных?
14. Два вида полевок несколько различаются по плодовитости.
Самки стадной, или узкочерепной, полевки приносят в среднем за 1 помет по 8 детенышей. У каждой самки за жизнь бывает 4 помета. У пашенной полевки число пометов достигает 7, в среднем по 6 детенышей.
Какое число потомков от одной самки каждого вида может быть получено в третьем поколении, если соотношение самцов и самок в помете
равное, а смертность в видах составляет в среднем 85 %? Каким будет
соотношение видов по численности и массе, если вес стадной полевки
составляет для самцов 50 г, для самок – около 34 г, а пашенной полевки – 44 и 32 г соответственно?
15. Одно растение василька голубого производит в среднем 1500 семян. Семена сохраняют всхожесть до 10 лет. Определите запасы семян
этого сорняка в почве после 3-х лет засорения им посевов на одном поле
со средней численностью 3 растения на 1 м2.
16. В одном из лесных хозяйств учитывали гусениц хвойной листовертки – вредителя хвойных пород, а среди них – число здоровых и зараженных паразитами:
Поколения
Обща численность
гусениц
Число зараженных
паразитами
гусениц
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
29
121
576
322
100
34
45
160
265
344
7
9
43
97
88
31
14
10
28
44
По представленным данным начертите графики изменения общей
численности гусениц и числа зараженных. Сравните вид кривых, поясните полученную зависимость. Как зависит доля зараженных гусениц
от общей численности хозяина листовертки? Могут ли паразиты сдерживать рост численности листовертки?
17. В пахотной почве число дождевых червей, обнаруженных
на восьми учетных площадках размером 50 × 50 см каждая, составляло
80 экземпляров. После применения гербицида – химического средства
борьбы с сорняками – сделали учеты на десяти таких же площадках
33
и обнаружили в сумме 25 червей. Какова плотность популяции в расчете на квадратный метр до и после использования гербицида?
18. На одном из участков растения кормового злака – полевицы
тонкой – распределялись по возрастному состоянию следующим образом: проростки – 73, молодые – 9, взрослые плодоносящие – 16, старые – 2. Через четыре года возрастной состав полевицы на этом же
участке был соответственно 0, 3, 30 и 60 особей. Постройте пирамиды
численности в начальный период и через 4 года. Как изменилась популяция за этот период? Что можно сказать о длительности жизни этого
растения?
19. У зябликов в период от весеннего прилета до вылупления птенцов
около 50 % популяции составляют годовалые птицы, впервые начинающие размножение. На двухлетних приходится 22 %, трехлетних – 12 %,
четырехлетних – 8 %, пятилетних – 4 %. На каждую тысячу птиц насчитывается только 8 особей старше 7 лет. Максимальная продолжительность
жизни зяблика – 11 лет. Поясните, как изменится возрастная пирамида популяции после выведения птенцов, учитывая, что чаще всего в кладке
у зябликов 5 яиц, а смертность птенцов до вылета по разным причинам
около 40 %. Постройте возрастную пирамиду для популяции зяблика.
20. В нижнем течении реки Лены самки осетра приступают к размножению в 12–14 лет при средней длине тела 70 см. Наиболее старые особи
доживают до 50 лет, вес их – около 13 кг. На реке Алдан самки осетра
начинают метать икру в 10–12 лет при средней длине тела 58 см. Самым
старым особям не более 21 года. Промысловая мера, т. е. минимальный
размер особей, разрешенных к отлову, составляет 62 см. Что произойдет с
алданской и ленской популяциями осетра, если в результате интенсивной
добычи будут вылавливаться все особи, крупнее этих размеров?
21. В течение 10 лет на одном из пунктов наблюдений за перелетными
птицами было окольцовано следующее число ястребов-перепелятников: 73,
80, 86, 78, 57, 45, 39, 40, 50, 70. Принимая условие, что количество окольцованных птиц пропорционально их общей численности, определите, в какой
период смертность в популяции была более высокой. Выделяются ли многолетние периоды в колебаниях численности птиц?
22. Поясните изменение скорости размножения в зависимости от
плотности популяции (на примере слонов, насекомых).
23. Объясните возможность чрезмерного размножения вредителей
на сельскохозяйственных полях, если популяции обычно в ответ на увеличение плотности реагируют снижением рождаемости.
24. Объясните различие в численности популяции сизого голубя
и черного грифа (находится под угрозой исчезновения), если плодовитость особей в этих популяциях одинакова (2 яйца в кладке).
34
25. Приведите примеры полезного применения быстроразмножающихся насекомых, таких как тараканы, комнатные мухи, комары и др.
26. На одном из морских мелководий существовало сообщество
из 8 видов малоподвижных животных: моллюсков, мидий и морских блюдечек, сидячих рачков, морских желудей, морских уточек и др. Всеми ими
питался один вид хищника – крупная морская звезда, которая больше всего поедала мидий. Чтобы сохранить сообщество, всех морских звезд выловили и удалили. Через некоторое время на участке не осталось никаких
видов, кроме мидий. Объясните, как это могло произойти. Проанализируйте роль хищников в сообществах на основании этого примера.
27. Какие формы внутривидовых связей могут возникать между
растениями клевера на одном лугу?
28. Приведите примеры использования животными разных органов
чувств в передаче и восприятии информации друг о друге. Как развит обмен этой информацией в популяциях птиц? лягушек? рыб? кузнечиков?
29. Стоит вопрос об охране редкого вида млекопитающих на одной из
двух территорий. На одной из них живут взрослые плодовитые особи, но
нет молодых. На другой – существуют молодые, но погибли взрослые. Какой из двух участков вы решили бы выбрать для заповедника?
30. Численность ворон в Москве зимой ежегодно увеличивается
в несколько раз по сравнению с летом, в марте резко падает, а в мае
вновь возрастает. Объясните такие особенности динамики численности
этих птиц в городе.
Материалы для углубленного изучения структуры и динамики популяции
Изучение возрастной структуры популяций
Структура популяции проявляется в определенном количественном
соотношении особей разного возраста, пола, генотипа. Внутри популяции можно выделить более мелкие подразделения: колонии, стада, стаи,
парцеллы (близко расположенные группы растений одного вида), семьи.
Понятие семьи предполагает разделение особей по половым признакам.
Существующие в живой природе процессы, механизмы и структуры,
связанные с полом, чрезвычайно разнообразны и сложны. Высокоорганизованные животные чаще делятся на два пола.
Важной характеристикой популяции является ее деление по возрастному признаку. Возрастная структура популяции зависит от продолжительности жизни составляющих ее особей. Рассмотрим возможные варианты. Примем, что в процессе рождения и смерти особей
численность популяции остается неизменной. В простейшем случае у
популяции отсутствуют лимитирующие факторы и гибель особей про35
исходит только от старости при достижении ими биологического возрастного предела Т. При этом доля смертей S особей популяции в зависимости от их возраста t описывается выражением
d  t T
1 

(1.17)

.
dt  2T t  T 2T 
Учитывая, что к возрасту Т все особи должны умереть, доля смертей S подчиняется условию
S1  t  
T
 S  t dt  1.
(1.18)
0
Возрастная структура популяции, или доля особей, доживших до
возраста t, определяется условием
t
N  t   1   S   d .
(1.19)
0
Для нашего простейшего случая
 t T
1 

N1  t   1  
(1.20)
 .
2
2
T
t
T
T



Функции S1(t) и N1(t) изображены графиками 1 на рис. 1.17, а и б
соответственно. В случае гибели организмов от случайных различных
причин, когда смертность не зависит от возраста, графики смертей S
и численности N особей популяции имеют вид прямых 2 (рис. 1.17, а и б
соответственно). В реальной жизни наиболее уязвимы для лимитирующих факторов молодые и старые организмы, что находит отражение
в форме кривых 3 рис. 1.17, а и б.
Причем для особей, не заботящихся о своем потомстве (растений,
рыб, насекомых и т. д.), характерна высокая плодовитость. При этом
возрастная структура популяции представлена кривой 1 на рис. 1.17, в.
У более высокоорганизованных видов снижается смертность молодняка и особей зрелого возраста, уменьшается плодовитость, растет
продолжительность жизни. Для таких видов, как это видно из кривой 2
рис. 1.17, в, возрастная структура популяции более равномерна, а кривая
зависимости числа особей от их возраста имеет большие числовые значения. Для человека кривая 3 рис. 1.17, в выпуклая. Кривые 1, 2, 3 называются кривыми выживания вида. Кривые выживания индивидуальны
для каждого вида растений или животных.
В данном задании предполагается исследование возрастной структуры популяций. По заданному значению доли смертей S особей попу36
ляции в зависимости от их возраста t необходимо найти биологический
возрастной предел Т для данной популяции, а затем вывести формулу,
описывающую возрастную структуру популяции и построить ее график.
Рис. 1.17. Характеристики возрастной структуры популяций:
а – зависимость доли смертей S особей популяции от их возраста t;
б – зависимость доли численности N особей популяции от их возраста t;
в – кривые выживания для: 1 – растений, рыб, насекомых;
2 – травоядных, мелких хищников; 3 – крупных млекопитающих и человека
1.
2.
3.
Порядок выполнения задания:
В таблице приведены выражения, описывающие зависимость возрастной структуры популяции N от времени t.
По выражению (1.18) найти биологический возрастной предел популяции.
В соответствии с выражением (1.19) вывести формулу, описывающую возрастную структуру популяции.
№
варианта
1
2
3
4
5
Формула, описывающая
Формула, описывающая
зависимость доли
зависимость доли
№
смертей S особей
смертей S особей
варианта
популяции в зависимости
популяции в зависимости
от их возраста t
от их возраста t
t2
S
2
t2
S
3
t2
S
4
t2
S
5
t2
S
4
t 1
 
3 2
t 1
 
3 3
t 1
 
4 3
t 1
 
5 4
t 1
 
3 6
12
13
14
15
16
37
t2
4
t2
S
3
t2
S
4
t2
S
5
t2
S
4
S
t 1
 
3 4
t 1
 
6 6
t 1
 
8 8
t 1
 
4 6
t 1
 
5 8
№
варианта
6
7
8
9
10
11
4.
Формула, описывающая
Формула, описывающая
зависимость доли
зависимость доли
№
смертей S особей
смертей S особей
варианта
популяции в зависимости
популяции в зависимости
от их возраста t
от их возраста t
t2
3
t2
S
3
t2
S
3
t2
S
4
t2
S
3
t2
S
4
S
t 1

4 6
t 1
 
4 5
t 1
 
3 8
t 1
 
5 6
t 1
 
5 7
t 1
 
5 7

17
18
19
20
21
22
t2
6
t2
S
5
t2
S
4
t2
S
5
t2
S
2
t2
S
6
S
t 1

4 5
t 1
 
6 8
t 1
 
6 7
t 1
 
3 9
t 1
 
4 6
t 1
 
5 6

Построить график функции, описывающей возрастную структуру
популяции.
Изучение динамики численности популяций
Популяции организмов по-разному реагируют на такие изменения
условий окружающей среды, как увеличение или уменьшение количества пищи, питательных веществ почвы, температура и влажность
окружающей среды (воздуха), увеличение или уменьшение территории
обитания. Изменения в размерах, структуре или распределении популяций в соответствии с изменением условий окружающей среды называются динамикой популяций.
Одним из условий устойчивого существования популяции является
превышение числа рожденных за единицу времени организмов К над
числом умерших организмов D. Если учитывать только данные факторы, то зависимость численности популяции х от времени t описывается
следующим уравнением:
dx
  K  D x ,
(1.21)
dt
где dx dt – производная численности популяции х по времени t, скорость изменения численности популяции х во времени t.
Называемое дифференциальным, уравнение (1.21) имеет решение:
38
x  x0e( K  D ) t ,
(1.22)
где x0 – начальная численность популяции при t = 0; e = 2,718 – так
называемое число «e» (функция e x  exp(x) называется экспонентой).
Из решения видно, что при положительных значениях (К – D) численность популяции со временем будет неограниченно возрастать. В действительности такого не происходит, следовательно формула (1.22) описывает динамику численности популяции с недостаточной точностью.
Для построения более точной математической модели динамики
численности популяции необходимо учесть следующие экологические
факторы:
Факторы, влияющие на рождаемость.
1. Соотношение выжившего потомства к числу родителей в конце
периода размножения. Например, калифорнийские кондоры откладывают только одно яйцо, что делает их более уязвимыми по сравнению
с такими видами, как утки, высиживающие от 8 до 15 яиц.
2. Периодичность и продолжительность полного цикла размножения. Например, слон может рожать одного детеныша в 2,5 года, а мышь
луговая полевка – около десятка детенышей раз в 20–30 дней.
3. Плотность популяции. Когда число особей популяции на единицу
площади падает ниже определенного уровня, рождаемость падает из-за
трудностей, возникающих при поиске партнера. Аналогичная картина возникает, если плотность популяции становится слишком высокой, рождаемость также падает из-за трудностей в обеспечении пищей. Таким образом,
плотность популяции поддерживается на одном и том же уровне.
Факторы, влияющие на смертность:
1. Возрастная структура популяции. При построении математической
модели необходимо разделять число особей, доживших до репродуктивного возраста, и число особей, погибших ранее.
2. Межвидовая конкуренция из-за пищи или других ресурсов.
4. Внутривидовая конкуренция в случае скудных ресурсов.
5. Поедание особей хищниками, паразитами.
6. Гибель от болезней.
7. Смертность из-за ухудшения среды обитания вследствие природных катаклизмов и человеческой деятельности.
С учетом изложенных факторов для составления математической
модели динамики численности популяции имеем:
 характерную для данного вида зависимость рождаемости от
плотности популяции К(х/N);
 максимально возможную для данных пищевых и территориальных ресурсов численность популяции N(t), которая зависит от
39
изменяющихся во времени состояния среды обитания и численности конкурентов y(t) данной популяции на место в ее экологической нише;
 время достижения особью репродуктивного возраста ;
 зависимость смертности от изменяющихся во времени состояния среды обитания, численности конкурентов по экологической нише y(t), численности хищников z(t), внутривидовой конкуренции за скудные ресурсы: D  z  t  , y  t  , x  t  , t  .
Вводя данные зависимости в (1.21) и переходя от дискретного процесса динамики численности к непрерывному, получим
dx  t 
 x t  x t    
 K
,
   N t   x t   y t   x t    
dt
N 
(1.23)
 N
 D  z  t  , y  t  , x  t  , t   x  t   .
Использование выражения (1.23) для анализа динамики численности популяции достаточно сложно и требует наличия большого количества экспериментального материала, позволяющего корректно построить данную математическую модель. Поэтому в данной работе, при
построении модели динамики численности популяции, из перечисленных факторов учтем только 2в, т. е. примем условия окружающей среды
неизменными, рождаемость – независимой от плотности популяции, отсутствия межвидовой конкуренции и хищников. В этом случае динамика численности популяции будет описываться следующим дифференциальным уравнением первого порядка:
dx
 Kx  N  x   Dx .
(1.24)
dt
Данное уравнение решается непосредственным интегрированием и
имеет общее решение вида
N D K
x
,
(1.25)
1  Cexp  tK  N  D K  
где постоянная интегрирования С зависит от начальной численности
популяции x0 :
N  D K  x0
C
.
x0
Окончательное решение уравнения (1.25) записывается в виде
N D K
,
(1.26)
x t  
N  D K  x0
1
exp  tK  N  D K  
x0
40
называется логистической кривой и имеет вид, представленный на
рис. 1.18.
Рис. 1.18. Логистические кривые
при различных значениях рождаемости (К2 > К1)
Введенные при получении логистической кривой ограничения
наиболее типичны для экологической системы, содержащей одну популяцию самоопыляющихся растений при полном отсутствии животных. Проанализируем графики рис. 1.18 применительно к популяции растений.
Очевидно, что рост численности растений ограничивается площадью пригодных для их обитания земель. Эти площади могут снижаться
при засеве растениями-конкурентами других видов. При отсутствии
конкурентов величина (N – D/К) характеризует количество площадей
с условиями окружающей среды, пригодными для существования особей рассматриваемой популяции.
В данном задании предлагается исследовать динамику численности
популяций растений. При этом необходимо выполнить следующие действия:
1. В табл. 1.1 приведены параметры роста численности популяций
растений.
2. В соответствии с данными своего варианта построить график зависимости численности популяции х от времени t.
3. Значение численности популяции в начале эксперимента (t = 0)
принимается за начальное значение х0.
4. Конечное значение численности популяции (t = 14 лет) принимается за числовое значение параметра (N – D/К) из (1.26).
5. Из графика определить время t1, через которое численность популяции достигает значения х1 = (N – D/К – х0)/2. Зная числовые значения х0, (N – D/К), х1, t1, вычислить рождаемость К из (1.26).
6. Записать математические модели зависимости численности популяции от времени в виде решения (1.26) дифференциального уравнения (1.24).
41
42
Наименование
растения
Растение
Ель
Пихта
Осина
Сосна
Кедр
Ива
Тополь
Лиственница
Береза
Верба
Ромашка
Колокольчик
Роза
Тюльпан
Крокус
Георгин
Нарцисс
Лилия
Пион
Незабудка
№
варианта
Пр.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
0
10
4
3
5
4
3
6
5
3
4
5
30
30
10
20
25
20
20
30
5
40
1
12
6
4
7
5
3
8
6
3
5
6
36
42
12
25
30
23
30
32
6
55
2
15
8
6
10
7
4
12
8
4
7
8
46
63
15
35
39
28
45
36
8
76
3
19
17
7
15
10
5
17
11
6
10
10
60
85
20
55
51
36
62
47
14
101
4
23
26
9
22
15
7
24
16
8
14
13
75
101
25
70
66
46
80
62
24
131
5
27
38
12
36
18
10
29
22
10
19
18
90
113
30
93
82
55
95
77
36
154
6
30
47
19
48
21
16
33
27
12
24
23
106
122
35
111
98
63
107
86
47
172
7
33
49
28
55
24
19
37
31
14
29
28
121
130
38
126
113
71
118
94
57
180
8
35
50
36
62
26
24
40
34
16
34
32
135
135
40
138
125
78
127
100
63
184
Годы
9
37
51
45
65
28
28
42
37
18
38
36
148
140
42
149
136
84
134
104
67
186
10
39
51
56
67
29
31
44
39
21
42
39
160
142
43
154
145
89
139
107
70
187
Изменение численности популяций различных растений во времени
11
40
52
58
68
29
33
45
41
22
45
42
170
143
44
157
150
92
143
109
72
188
12
41
52
59
68
30
34
46
42
23
47
44
175
144
44
158
153
94
145
111
73
188
13
42
51
60
69
31
35
46
43
24
48
45
178
145
45
159
160
95
146
112
72
187
14
42
52
60
69
30
35
46
43
24
48
46
180
144
44
158
160
96
146
112
73
188
Таблица 1.1
Пример
Данные для примера приведены в первой строке табл. 1.1. Построенный по ним график зависимости численности популяции от времени
приведен на рис. 1.19.
Из графика и данных табл. 1.1 находим:
х0 = 10; (N – D/К) = 42.
Выбираем t1 = 5. Ему соответствует х1 = 27. Подставив данные значения в выражение (1.26), получим
42
42
.

27 
42  10


K
1
3,2exp(
210
)
1
exp(5  K  42)
10
x 50
40
30
20
10
0
4
8
12
t 16
Рис. 1.19. Зависимость численности растения N от t и кривая,
полученная по уравнению (1.26)
Преобразуем данное уравнение для нахождения коэффициента
рождаемости K :
27 1  3, 2exp  210 K    42 ; 27  86,4exp(210 K )  42 ;
86, 4exp(210 K )  15 ; exp(210 K )  0,1736 ;
1,751
210 K  ln(0,1736)  1,751 ; K 
 0,00834.
210
Математическая модель зависимости численности растения от времени имеет вид
42
42
.
x(t ) 

42  10
1

3,2exp

0,35
t


1
exp  0,00834  42  t 
10
График, построенный по полученному уравнению, представлен на
рис. 1.19.
43
1.3. Экосистемы и биосфера
Основные термины и понятия
Экологическая система – взаимосвязанная, единая функциональная
совокупность живых организмов и среды их обитания. Составными частями экосистемы являются биоценоз (совокупность живых организмов)
и биотоп (место их жизни, неживые компоненты). Для обозначения
природных экосистем используется термин «биогеоценоз».
Биомы – наиболее крупные наземные экосистемы, соответствующие
основным климатическим зонам Земли: пустынные, травянистые, лесные.
Продуктивность экосистемы – скорость, с которой продуценты
усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза,
образуя органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи другими организмами (биомасса, производимая на единице
площади в единицу времени).
Гомеостаз – способность экосистем (организмов, популяций) противостоять изменениям и сохранять равновесие.
Сукцессия – развитие, при котором в пределах одной и той же территории происходит последовательная смена одного биоценоза другим
в направлении повышения устойчивости экосистемы.
Первичная сукцессия – процесс развития и смены биоценозов на
незаселенных ранее участках.
Вторичная сукцессия происходит на месте сформировавшегося
биоценоза после его нарушения по какой-либо причине (пожар, вырубка леса, засуха).
Климакс – стабильное состояния биоценоза, достигнутое в результате развития сообщества, завершения сукцессии.
Климаксное сообщество – самоподдерживающееся сообщество,
находящееся в равновесии с физическим местообитанием. В таком сообществе отсутствует годовая чистая продукция органического вещества,
т. е. годовая продукция сообщества уравновешена её потреблением.
Трофическая цепь – цепь последовательной передачи вещества
и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим.
Инфильтрация – проникновение атмосферных и поверхностных
вод в почву.
Транспирация – потеря влаги в виде испарения воды с поверхности
листьев или других частей растения.
Биогеохимический цикл – круговорот химических элементов из неорганических соединений через органические соединения в составе живых организмов вновь в исходное состояние.
44
Биосфера – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая
находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Классификация веществ по В.И. Вернадскому:
1. Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих
планету Земля.
2. Косное вещество – неживое вещество, образованное процессами, в
которых живое вещество участия не принимало.
3. Биокосное вещество – структура из живого и косного вещества, которая
создается одновременно косными процессами и живыми организмами.
4. Биогенное вещество – вещество, которое возникло в результате
разложения остатков живых организмов, но еще не полностью минерализовано.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Понятие «экологическая система». Структура экосистемы.
Основные экосистемы Земли и их характеристика.
Пространственная структура экосистем.
Механизмы саморегуляции экосистем.
Понятие «сукцессия». Виды сукцессии.
Трофический уровень, трофические цепи и сети. Распределение энергии
в трофических цепях. Правило перехода энергии по трофической цепи.
Продуктивность. Первичная и вторичная продуктивность.
Экологические пирамиды.
Большой и малый круговороты веществ.
Круговороты воды, углерода, азота, кислорода, фосфора. Влияние
человека на круговороты веществ.
Понятие «биосфера». Структура и границы биосферы.
Категории веществ биосферы по В.И. Вернадскому. Примеры.
Классификация живого вещества по типу питания и по экологическим функциям. Примеры различных групп организмов.
Функции живого вещества.
Действие I и II законов термодинамики для экосистем.
Основные законы, определяющие функционирование биосферы.
Понятие «ноосфера».
Основные теории происхождения жизни.
Структура экосистемы
Термин «экосистема» предложен в 1935 г. английским экологом
А. Тенсли. Экосистема – понятие очень широкое и применимо как к
естественным, так и к искусственным комплексам.
45
На рис. 1.20 представлена блоковая модель экосистемы (по
В.Н. Сукачеву). Любая экосистема состоит из двух блоков. Один из них
представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов – биоценозом, а второй – факторами среды – биотопом или экотопом.
Рис. 1.20. Схема биогеоценоза по В.Н. Сукачеву
Трофическая структура биоценозов
Важнейший вид взаимоотношений между организмами – это пищевые связи. По пищевым (трофическим) цепям происходит передача
веществ и энергии от одного организма (звена организма) к другому. В
природе трофические цепи связаны между собой общими звеньями и
образуют трофические сети.
Простейшая цепь питания состоит из трех основных звеньев: продуценты, консументы, редуценты.
Продуценты (автотрофы) – организмы, которые питаются неорганическими веществами, создавая органическую материю. Это фотосинтезирующие зеленые растения, сине-зеленые водоросли, некоторые хемосинтезирующие бактерии.
Консументы (гетеротрофы) – организмы, питающиеся другими
существами. Потребляют только готовые органические вещества. К ним
относятся животные, человек, грибы и др.
Животные, питающиеся непосредственно продуцентами, называются консументами первого порядка, или первичными. Их самих употребляют в пищу вторичные консументы.
Редуценты (миксотрофы) – организмы, разлагающие органические
вещества до минерального состояния. Продукты жизнедеятельности ре46
дуцентов являются пищей для продуцентов. Тем самым редуценты завершают биохимический круговорот. Примерами этих организмов являются грибы, бактерии, мелкие беспозвоночные.
Продуценты, консументы и редуценты при передаче по трофическим цепям вещества и эквивалентной ему энергии образуют трофические уровни.
Экологические пирамиды
Для наглядности представления взаимоотношений различных видов в биогеоценозе используют экологические пирамиды. Известно три
основных типа экологических пирамид: пирамида численности, пирамида биомассы и пирамида энергии.
Пирамида численности (пирамида Элтона) представляет собой
набор прямоугольников. В основании пирамиды находится прямоугольник с площадью, пропорциональной количеству организмов-продуцентов.
Над ним последовательно установлены прямоугольники, отражающие
численность организмов-продуцентов первого, второго и т. д. порядков.
Завершает пирамиду прямоугольник с площадью, пропорциональной
численности редуцентов.
Обычно выполняется следующая закономерность: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к
консументам, уменьшается. Однако, в пирамидах численности живые
организмы, имеющие различную массу, учитываются одинаково. Поэтому данное правило часто не выполняется. Например, одно дерево
способно прокормить большое количество гусениц. Поэтому более
удобно использовать пирамиды биомассы, которые рассчитываются не
по количеству особей на каждом трофическом уровне, а по их суммарной массе, которая называется биомассой.
Пирамида биомассы характеризует массу живого вещества – указывает количество живого вещества на данном трофическом уровне
(г/м2, г/м3).
В наземной экосистеме суммарная масса растений превышает массу
всех травоядных, а масса травоядных превышает биомассу хищников.
Недостатком пирамиды биомассы является то, что она не отражает
энергетическую значимость организмов и не учитывает скорость создания биомассы, что приводит к аномалиям в виде «неправильных» пирамид в виде гриба на тонкой ножке. Например, для океана пирамида
биомассы имеет перевернутый вид, что объясняется высокой скоростью
создания и потребления органического вещества. Основной причиной
данной аномалии являются фитопланктон и зоопланктон. Биомасса зоопланктона превышаем биомассу потребляемого им фитопланктона. Од47
Трофический
уровень
нако скорость размножения фитопланктона настолько велика, что в течение малого времени он восстанавливают свою биомассу.
От данных недостатков свободны пирамиды энергии. Пирамида
энергии отражает количество энергии (на ед. площади или объема),
прошедшее через каждый трофический уровень экосистемы за определенный промежуток времени (например, за год).
Пирамида энергии отражает динамику прохождения массы пищи
через трофическую цепь, что принципиально отличает ее от предыдущих пирамид, отражающих статические параметры. На форму этой
пирамиды не влияет изменение размеров и интенсивности метаболизма особей. Если учтены все потоки энергии, то пирамида энергий
всегда будет иметь правильный вид. Этот вид пирамид наиболее информативен, но наиболее труден для построения. Вид пирамид представлен на рис. 1.21.
Редуценты
Консументы
Продуценты
Численность
Биомасса
Энергия
Рис. 1.21. Экологические пирамиды
На основании исследований пирамид энергий различных экосистем сформулирован закон (правило) десяти процентов, называемый
также законом пирамиды энергий. Он гласит, что с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой, более высокий ее
уровень передается около 10 % энергии (1942 г., Р. Линдеман). Например, за счет 1 т съеденной растительной массы может образоваться 100 кг
массы тела травоядного животного, а за счет последнего – 10 кг массы
тела хищников.
Взаимоотношения организмов в экосистеме
и устойчивость экологических систем
Отношения организмов в экологической системе разделяют на
внутривидовые и межвидовые. Внутривидовые взаимоотношения в основном ограничиваются процессами воспроизводства потомства и конкурентным отбором. Межвидовые взаимоотношения более разнообразны. К ним относят хищничество, связанное с поеданием одного
организма другим, паразитизм, межвидовую конкуренцию в борьбе за
природные ресурсы и многое другое.
48
Несмотря на кажущийся вред, наносимый хищником жертве, с экологических позиций ни один вид организмов экосистемы не стремится и
не может уничтожить другой вид. Более того, исчезновение так называемого естественного врага может привести к вымиранию того вида, которым он питается. Это объясняется тем, что основой бесконечного существования жизни является круговорот веществ – процесс движения
вещества из минерального состояния при помощи продуцентов в органическую форму, а затем, через цепь консументов и редуцентов вновь в
минеральное состояние. Разрыв трофических цепей может привести к
прекращению круговорота веществ, истощению элементов питания автотрофов и гибели всей экосистемы. Поэтому устойчивая к изменчивым
факторам окружающей среды экосистема обладает большим видовым
разнообразием населяющих ее организмов, то есть разветвленной трофической сетью. В такой экосистеме даже полная гибель организма
определенного вида не приводит к полному уничтожению круговорота
веществ. Например, гибель зайцев не приведет к вымиранию лисиц, так
как они могут питаться мышами и белками.
Таким образом, способность экологической системы противостоять
изменчивым условиям окружающей среды определяется как минимум
двумя факторами: видовым разнообразием населения экосистемы и наличием круговорота веществ, который математически был описан Н. Винером. Этот американский математик доказал, что экосистемы, в которых
происходит круговорот веществ, описываются уравнениями, идентичными описанию систем автоматического регулирования, предназначенных
для поддержания неизменной величины регулируемых параметров.
Именно Винер внес в экологию такие присущие теории автоматического
регулирования термины, как помехи (внешние дестабилизирующие экосистему воздействия) и обратная связь (замкнутость процесса передачи
вещества и эквивалентных ему энергии и информации).
С понятием устойчивости экологической системы связаны ранее
расшифрованные понятия гомеостаза и сукцессии.
Пример
Даны следующие организмы: лягушки, растения, ужи, ястребы,
кузнечики.
1. Составьте пищевую цепь.
2. Укажите количество трофических уровней.
3. Укажите консумента I уровня в этой цепи.
4. Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на
другой и предполагая, что животные каждого трофического уровня
питаются только организмами предыдущего уровня, постройте пи49
1.
2.
3.
4.
рамиду годовой биологической продуктивности и пирамиду чисел
составленной пищевой цепи. Условия: масса 1 взрослого травянистого растения – 5 г; 1 кузнечика – 1 г; 1 лягушки – 10 г; 1 ужа –
около 100 г; 1 ястреба – 1,8 кг (по В.Н. Жердеву, К.В. Успенскому,
Л.В. Дорогань, 2001), а общая годовая продуктивность данной цепи
составляет 40 тонн.
Решение.
Пищевая цепь: растения – кузнечики – лягушки – ужи – ястребы.
Количество трофических уровней: 5.
Консумент I уровня: кузнечик.
В соответствии с правилом перехода энергии с одного трофического уровня на последующий передается 10 % энергии. Обозначим
биомассу растений за x, тогда масса кузнечиков составит 0,1x. Аналогичным образом последовательно находим массу всех трофических уровней в цепи. Зная, что общая годовая продуктивность данной цепи составляет 40 тонн (40 000 кг), составим (получим)
следующее уравнение:
x + 0,1x + 0,01x + 0,001x + 0,0001x = 40000.
3,6
а
Трофический
уровень
Трофический
уровень
Решая уравнение, находим биомассу растений: x = 36000,36 кг. Тогда
биомасса кузнечиков составит 0,1x = 3600,036 кг, лягушек – 0,01x =
= 360,0036 кг, ужей – 0,001x = 36,00036 кг, ястребов – 0,0001x = 3,600036 кг.
Зная массу каждого звена в трофической цепи, построим пирамиду
годовой биологической продуктивности. Для построения пирамиды по
вертикали обозначим трофический уровень (от продуцента к консументу 4-го порядка), а по горизонтали – общую биомассу данного трофического уровня.
36
360
3600
36000
Биомасса
2
б
360
3,6 104
3,6 106
7,2 106
Численность
Рис. 1.22. Пирамида годовой биологической продуктивности (а)
и пирамида чисел полученной трофической цепи (б)
Для построения пирамиды чисел составленной пищевой цепи
необходимо определить количество особей на каждом трофическом
50
уровне. Зная биомассу данного трофического уровня и массу каждой
особи, находим численность особей на каждом трофическом уровне
Растения – 7200072 шт., кузнечики – 3600036 особей, лягушки –
36000 особей, ужи – 360 особей, ястребы – 2 особи. При построении пирамиды чисел данной пищевой цепи по вертикали обозначим трофический уровень (от продуцента к консументу 4-го порядка), а по горизонтали – численность особей на каждом трофическом уровне.
Задания
1. Постройте возможные схемы пищевых цепей, включив в них
следующие организмы: трава, кролик, почвенные грибы, ягодный кустарник, жук-навозник, растительноядное насекомое, паук, воробей,
ястреб, волк, лисица, сова, уж обыкновенный, ястреб, травяная лягушка,
заяц, полевка, тля, божья коровка, дуб, медуница, мухоловка, короед,
дятел, муха-журчалка. Назовите организмы по типу питания.
2. Выберите, какая из предложенных последовательностей правильно показывает передачу энергии в пищевой цепи:
а) лисица – землеройка – дождевой червь – листовой опад – растения;
б) листовой опад – дождевой червь – растения – землеройка – лисица;
в) растения – листовой опад – дождевой червь – землеройка – лисица;
г) растения – землеройка – дождевой червь – листовой опад – лисица.
В выбранной последовательности укажите количество трофических
уровней и назовите организмы по типу питания.
3. Постройте пирамиды биомассы озера в зимний и весенний период по данным таблицы (по Н. Грину, У. Стауту, Д. Тейлору, 1990):
Экологические группы организмов
Продуценты
Первичные консументы
Вторичные консументы
Биомасса, г/м3
Зима
Весна
2
10
3
100
12
6
Предложите возможные трофические цепи, подходящие для озера.
Объясните, почему в течение года пирамида «переворачивается».
4. Даны следующие организмы: тля, дрозд, паук, розовый кустарник, божья коровка, сокол.
1. Составьте пищевую цепь.
2. Укажите количество трофических уровней.
3. Укажите консумента I уровня в этой цепи.
51
4. Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня
на другой и предполагая, что животные каждого трофического
уровня питаются только организмами предыдущего уровня,
рассчитайте, сколько понадобится растительности, чтобы вырос
один сокол весом 3 кг.
5. Ниже приведены данные о количестве ДДТ (хлорорганическом
пестициде), заключенном в биомассе организмов, находящихся на разных трофических уровнях пищевой цепи (в единицах массы ДДТ на
1 млн единиц биомассы):
вода (0,02) – кладофора (0,04) – карась (10) – щука (50) – скопа (75).
В чем заключается эффект концентрации ядохимикатов в пищевых цепях? Рассчитайте кратность увеличения концентрации на последовательных уровнях данной пищевой цепи. На каком уровне ДДТ
окажет наиболее сильное влияние? Объясните, почему гибель организмов (птиц, млекопитающих) от ДДТ наблюдается в период нехватки корма?
6. Подсчитано, что для того, чтобы прокормить в течение года одного мальчика весом в 45 кг, достаточно четырех с половиной телят
общим весом в 1035 кг, а для них – 20 млн растений люцерны с биомассой 8,2 т. Энергия, заключенная в такой массе люцерны, составляет
14,9 млн калорий, в телятах содержится 1,19 млн калорий, а в мальчике
остается из этого количества 8300. Рассчитайте коэффициент полезного
действия (КПД) при передаче энергии в каждом звене пищевой цепи.
Какое количество солнечной энергии (в калориях) нужно для поддержания жизни мальчика, если учесть, что КПД продукции люцерны составляет в данном случае 0,24 %?
7. Рассчитайте эффективность (КПД) передачи энергии в основных
звеньях пищевой цепи в океане, исходя из следующих цифр. На 1 м2 поверхности океана приходится в среднем около 3 млн калорий солнечной
энергии в сутки. Продукция диатомовых водорослей за этот же период
на эту же площадь составляет 9000 калорий, зоопланктона – 4000, рыб –
5 калорий в сутки.
8. В таблице приведены первичная продукция и растительная биомасса некоторых экосистем Земли (по Р.Х. Уиттекеру, 1980):
Используя данные таблицы, определите участие (в %) различных
типов экосистем Земли в формировании биомассы и первичной продукции (ПП) биосферы.
Сравните экосистемы по показателям биомассы и продуктивности.
Объясните причину различия показателей биомассы и продуктивности
экосистем Мирового океана и континентов.
52
Площадь × Мировая Глобальная
ПП,
Биомасса,
Тип экосистемы
× 10–6, ПП × 10–9, биомасса ×
2
кг/м2
г/(м год)
км2
т/год
× 10–9, т
Тропический
17
37,4
765
дождевой лес
Тропический
7,5
12
260
сезонный лес
Вечнозеленый лес
5
6,5
175
умеренной зоны
Листопадный лес
7
8,4
210
умеренной зоны
Бореальный лес
12
9,6
240
Редколесье
8,5
6
50
и кустарники
Саванна
15
13,5
60
Злаковники
9
5,4
14
умеренной зоны
Тундра
и альпийская
8
1,1
5
растительность
Пустынная
и полупустынная
растительность
18
1,6
13
(полукустарники
и кустарники)
Экстремальные
пустыни, скалы,
24
0,07
0,5
пески и лед
Возделываемые
14
9,1
14
земли
Болота
2
4
30
Озера и реки
2
0,5
0,05
Все континенты
149
115
1837
Открытый океан
332
41,5
1
Зоны подъема
глубинных вод
0,4
0,2
0,008
на поверхность
Континентальный
26,6
9,6
0,27
шельф
Заросли водорос0,6
1,6
1,2
лей и рифы
Речные дельты
1,4
2,1
1,4
Мировой океан
361
55
3,9
Всего
510
170
1841
53
Масса подстилки ×
× 10–9, т
Потребление
животными × 10–6,
т/год
Продукция
животных × 10–6,
т/год
Биомасса
животных × 10–6, т
Тропический дождевой лес
Тропический сезонный лес
Вечнозеленый лес
умеренной зоны
Листопадный лес
умеренной зоны
Бореальный лес
Редколесье и кустарники
Саванна
Злаковники умеренной
зоны
Тундра и альпийская
растительность
Пустынная и полупустынная растительность
(полукустарники и кустарники)
Экстремальные пустыни,
скалы, пески и лед
Возделываемые земли
Болота
Озера и реки
Все континенты
Открытый океан
Зоны подъема глубинных вод на поверхность
Континентальный шельф
Заросли водорослей
и рифы
Речные дельты
Мировой океан
Всего
Листовая
поверхность ×
× 10–6, км2
Тип
экосистемы
Хлорофилл × 10–6,
т
9. В таблице приведены показатели, характеризующие продуктивность основных биомов Земли:
51
18,8
136
38
3,4
3,8
2600
720
260
72
330
90
17,5
60
15
260
26
50
14
35
14
420
42
110
36
13,6
22,5
144
34
60
48
5,1
3
380
300
2000
38
30
300
57
40
220
11,7
32
3,6
540
80
60
4
16
8
33
3
3,5
9
18
0,36
48
7
8
0,5
1,2
0,03
0,2
0,02
0,02
21
6
0,5
226
10
56
14
1,4
5
644
111
90
320
100
7810
16600
9
32
10
909
2500
6
20
10
1005
800
0,1
70
11
4
5,3
3000
430
160
1,2
240
36
12
1,4
18
244
320
20230
28040
48
3025
3934
21
997
2002
54
Используя данные таблицы и задания 6, оцените:
а) эффективность формирования чистой первичной продукции
(г/м2 листовой поверхности в год);
б) эффективность продуктивности хлорофилла разных типов экосистем (г/г хлорофилла);
в) скорость биологического круговорота в наземных экосистемах
по отношению массы подстилки к массе чистой первичной продукции;
г) степень использования чистой первичной продукции животными (%);
д) степень перехода органического вещества растений в животное
органическое вещество (%).
10. В таблице приведена чистая продуктивность, а также расходы
на дыхание автотрофов и гетеротрофов для двух лесных экосистем:
Экосистема
Чистая первичная
продуктивность, г/(м2·год)
Расходы на дыхание
автотрофов, г/(м2·год)
Расходы на дыхание
гетеротрофов, г/(м2·год)
Дубово-сосновый лес Широколиственный лес
1194
1390
1450
2110
660
1320
Рассчитать для двух экосистем:
1. Pg/R (отношение валовой первичной продукции к энергии, пошедшей на дыхание);
2. PN – чистую продуктивность сообщества.
Pg – валовая первичная продуктивность (скорость накопления органического вещества автотрофами), PN – чистая продуктивность сообщества (скорость накопления органического вещества, не потребленного автотрофами и гетеротрофами), R – энергия, затраченная на дыхание
автотрофов и гетеротрофов.
На основании рассчитанных данных сделать вывод о том, какая
экосистема является климаксной, а какая – развивающейся, указать тип
сукцессии (гетеротрофный, автотрофный) для экосистемы.
11. В таблице приведены данные эксперимента по определению
влияния лесных биогеоценозов водосбора на вынос питательных веществ с речным стоком.
Определите соотношение приноса и выноса элементов (чистый вынос) в ненарушенной лесной экосистеме.
Определите изменение чистого выноса элементов после вырубки леса.
55
Облесенный водосбор, Водосбор с вырубленным лесом,
кг/(га·год)
кг/(га·год)
Элемент
Принос
Вынос
Вынос со стоком (чистый)
с осадками со стоком
Кальций
2,6
11,7
77,9
Натрий
1,5
6,8
15,4
Магний
0,7
2,8
15,6
Калий
1,1
1,7
30,4
Аммонийный азот
2,1
0,3
1,6
Нитратный азот
3,7
2,0
114,0
Сера
12,7
16,2
2,8
Кремний
следы
16,4
30,0
Алюминий
следы
1,8
20,7
К каким последствиям могут привести подобные изменения в
структуре и функционировании лесной экосистемы?
12. Определите из представленного списка тип сукцессии:
а) превращение заброшенных полей в дубравы;
б) появление лишайников на остывшей вулканической лаве;
в) постепенное обрастание голой скалы;
г) появление на сыпучих песках сосняка;
д) превращение гарей в еловые леса;
е) постепенная смена вырубок сосняком;
ж) превращение деградированных пастбищ в дубравы.
13. Поясните, почему при саморазвитии сообществ темпы сукцессии постепенно замедляются? Почему чужеземные виды растений чаще
всего внедряются в местную растительность по обочинам дорог, насыпям, берегам рек, пашням и другим подобным местообитаниям и не
приживаются в лесах, на лугах или в степях?
14. Приведены различные вещества: битум, почва, базальт, микроорганизмы, нефть, гранит, природный газ, кора деревьев, песок, глина,
ил, природные воды, атмосфера. Определите, к какому типу веществ по
классификации В.И. Вернадского относятся представленные примеры.
15. Установите соответствие функций живого вещества: энергетическая, газовая функция, концентрационная, окислительно-восстановительная, средообразующая, рассеивающая, информационная:
а) образование озонового экрана;
б) выделение живыми организмами аммиака;
в) аккумуляция железобактериями железа;
г) образование органических веществ при автотрофном питании;
д) способность хвощей накапливать кремний;
56
е) процессы фотосинтеза;
ж) процессы минерализации органических веществ;
з) процессы дыхания;
и) выделение кислорода сине-зелеными водорослями;
к) разложение организмов после их гибели.
16. Общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли составляет около 1100 млрд т. Установлено, что за год растительность ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы
пройдет через организмы?
17. Каким образом на ваш взгляд проявляется круговорот веществ
в аквариуме? Насколько он замкнут? Как сделать его устойчивее?
18. В степном заповеднике на участке, полностью огражденном от
травоядных млекопитающих, урожай трав составил 5,2 ц/га, а на выпасаемом участке – 5,9. Почему устранение консументов понизило продукцию растений?
19. Поясните, возможно ли существование экосистем, в которых
живая часть представлена только двумя группами – продуцентами и редуцентами?
20. В сложных экосистемах дождевых тропических лесов почва
очень бедна биогенными элементами. Как это объяснить? Почему тропические леса не восстанавливаются в прежнем виде, если их свести?
21. При длительном, в течение 80 лет, применении высоких доз
азотных удобрений на одном из лугов, содержавшем ранее 49 видов
растений, осталось только 3 вида. На неудобренном участке видовое богатство сохранилось. Объясните, почему это могло произойти.
22. Расположите стадии в таком порядке, чтобы образовывался замкнутый круговорот:
а) воды
 испарение с поверхности океана;
 перенос влаги с воздушными массами;
 выпадение осадков;
 инфильтрация вод;
 испарение с поверхности суши;
 транспирация;
 подземный сток;
 поверхностный сток;
 подземные воды;
б) углерода
 СО2 в составе атмосферы;
 углеродсодержащие соединения в составе консументов океана;
57


молекула глюкозы в растении;
биологический вынос карбонатов в составе скелетного материала из морской воды;
 углеродсодержащие соединения поглощены редуцентами;
 окисление детрита;
 процесс клеточного дыхания;
 карбонат и бикарбонат-ионы в составе морской воды;
 аминокислоты в составе белков тканей животного;
 горение органического вещества;
 абиогенное (без участия живого организма) осаждение карбонатов в океане;
 выделение СО и СО2 при вулканической деятельности;
 глюкоза в составе водорослей;
 разложение органической материи в морской воде за счет
дыхания бактерий;
 сжигание полезных ископаемых (топлив);
 осадочные карбонаты (отложения);
в) азота
 N2 в составе атмосферы;
 поступление нитрат-ионов почв в подземные и поверхностные воды;
 образование аммонийных соединений азотфиксирующими
бактериями;
 усвоение нитратных и нитритных форм продуцентами;
 аминокислоты в составе белков тканей консументов;
 фиксация азота при грозовой деятельности;
 азотсодержащие соединения вошли в состав детрита;
 деятельность аммонифицирующих редуцентов;
 образование кислотных осадков;
 вулканическая деятельность;
 деятельность денитрофицирующих бактерий.
 окисление аммонийных форм нитрифицирующими бактериями;
 уход в глубинные слои литосферы;
г) фосфора
 фосфор горных пород;
 фосфаты почвы;
 фосфорсодержащие соединения в живом организме на суше;
 поверхностный и подземный сток;
 фосфорсодержащие соединения в живом организме в океане;
 фосфаты донных отложений.
58
д) серы
 сульфаты природных вод;
 сульфаты почв (перевод тиобациллами сульфидов в сульфаты);
 серосодержащие аминокислоты в живом организме;
 сульфиды руд и горных пород;
 окисление сульфидов серобактериями;
 выделение серы при вулканической деятельности.
Перечень рекомендуемой литературы к главе I: [1], [3], [4], [6–8],
[14], [17–28], [31–33], [36].
59
2. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
2.1. Человек как биологический вид
Основные понятия и определения
Экология человека – наука, изучающая закономерности взаимодействия человека с окружающими природными ресурсами, социальными,
производственными, бытовыми факторами, включая культуру, обычаи,
религию и пр. Её предмет состоит в изучении приспособительных изменений, происходящих в человеческом организме в зависимости от природных и социальных условий жизни.
Онтогенез – индивидуальное развитие особи, включая всю совокупность ее преобразований от зарождения до конца жизни.
Антропогенез – исторический процесс происхождения, возникновения и развития человека; эволюция рода Homo.
Полиморфизм – наличие в пределах одного вида резко отличных
по облику особей, не имеющих переходных форм.
Среда обитания человека – совокупность объектов, явлений и факторов окружающей среды, определяющая условия жизнедеятельности
человека.
Информационная среда – среда, которую можно считать фильтратом внешних впечатлений, поступающих в мозг, которые зависят от видовых особенностей рецепторов, т. е. от органов чувств.
Минимальная среда – наличие необходимых ресурсов, без которых
невозможно сама жизнь.
Экологическая среда – это вся природная среда.
Природная среда – природные экосистемы, в которых живет данная группа людей.
Агротехническая среда – это полуискусственные агроэкосистемы:
сельскохозяйственные угодья, культурные ландшафты, зеленые насаждения, постройки, бульвары, сады и т. п.
Социальная среда – среда, в которой живет человек, его культурнопсихологическое окружение, социум и та часть информационной среды,
которая по своему происхождению связана с культурой, а не с природой.
1.
Темы для обсуждения
Понятие об экологии человека как науке. Предмет, задачи, объект
исследования.
60
2.
3.
4.
5.
6.
Основные этапы биологической эволюции и факторы антропогенеза человека.
Характерные черты, отличающие человека от животного.
Экологическая ниша первых людей и современного человека.
Среда обитания человека, разнообразие условий.
Биологические потребности человека.
2.2. Демографические проблемы
Основные понятия и определения
Демография – наука, изучающая население и закономерности его
развития в общественно-исторической обусловленности.
Демографический взрыв – резкое увеличение скорости роста численности населения.
Депопуляция – уменьшение численности популяции, населения.
Суммарный коэффициент рождаемости (СКР) – среднее число
детей, которое рожает каждая женщина в течение своей жизни.
Общий коэффициент рождаемости (ОКР) – среднее число рождений на 1000 человек в год.
Общий коэффициент смертности (ОКС) – среднее число смертей
на 1000 человек в год.
Средняя продолжительность жизни – средний возраст особей
определенной статистической выборки; частное от деления суммы возрастов погибших особей на их число.
Ожидаемая продолжительность жизни – среднее количество
лет, которое прожил бы новорожденный младенец при условии, что
в каждом возрасте условия для сохранения его жизни оставались такими, какими они были для соответствующей возрастной группы в год
его рождения.
Естественный прирост населения – разница между числом родившихся и умерших людей за определенный период времени.
Урбанизация – 1) рост и развитие городов, увеличение городского
населения в стране, регионе, мире; 2) приобретение сельской местностью внешних и социальных черт, характерных для города; 3) процесс
повышения роли городов в развитии общества.
Мегаполис – очень крупная городская агломерация, включающая
многочисленные жилые поселения.
Агломерация – групповая система расселения, компактная территориальная интеграция городских и сельских поселений различной величины и производственно-хозяйственного профиля с малыми разрывами
между застроенными территориями и высокой плотностью населения,
61
объединенных интенсивными функциональными связями (производственными, трудовыми, культурно-бытовыми, рекреационными и др.).
Миграция – переселение людей, связанное с изменением места жительства, как внутри страны, так и за ее пределы.
Миграционный прирост – разность между числом прибывших
и выбывших людей за определенный промежуток времени.
Общий прирост населения – алгебраическая сумма естественного
и миграционного прироста.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Демографический взрыв, его причины.
Теория Т. Мальтуса.
Основные демографические показатели. Статические характеристики (численность, плотность, пространственная структура, половой и возрастной состав). Динамические характеристики (рождаемость, смертность, миграционная активность, скорость роста,
продолжительность жизни).
Особенности демографической ситуации в развитых и развивающихся странах. Лимитирующие факторы развития.
Особенности демографической ситуации в России.
Урбанизация и ее темпы в мире и России. Положительные и отрицательные стороны процесса урбанизации.
Теория демографического перехода.
Методы регулирования численности населения.
Пример
Предположим, что популяция людей начинает заселять необжитую
область. В таблице представлен возрастной состав популяции.
Возрастные группы
0–9 лет
10–19 лет
20–29 лет
Число людей разных возрастов,
тыс. чел.
5
4
3
СКР составляет 2, продолжительность жизни в популяции – 60 лет,
соотношение полов – 1:1, репродуктивный возраст – от 20 до 29 лет, все
женщины рожают одинаковое количество детей.
Построить исходную и последующие возрастные пирамиды (через 10
до 60 лет), затем кривую роста численности населения (учитывая рождение
детей, увеличение возраста, смерть от старости), указать тип кривой роста.
62
Решение. Построим возрастные пирамиды. При построении возрастных пирамид по вертикали откладывается возраст (в масштабе
1 клетка = 10 годам), а по горизонтали – количество людей в данной
возрастной группе (в масштабе 1 клетка – 1 тыс. чел.). Основание пирамиды составляют организмы младших возрастов, а вершину – старшие особи. Таким образом, в рассматриваемых популяциях нижняя
ступень пирамиды соответствует возрастной группе 0–9 лет. Через
10 лет все люди переходят в следующую возрастную группу. Поэтому,
чтобы построить возрастную пирамиду для данного момента времени,
прежнюю пирамиду поднимают на 1 клетку вверх, а снизу пристраивают новую ступень, соответствующую численности вновь родившихся детей. Число новорожденных (Р) в популяции за каждые 10 лет будет определяться по формуле
N
Р  2029 СКР ,
(2.1)
2
где N20–29 – число людей, находившихся в течение предыдущего десятилетия в репродуктивном возрасте; 1/2 – доля женщин в популяции;
СКР – суммарный коэффициент рождаемости. Смертность в популяциях наступает только после 60 лет. Следовательно, возрастная группа
20–29 лет из исходной пирамиды попадает в разряд умерших через
40 лет. Через 50 лет умирает следующая возрастная группа и т. д.
Исходная и последующие возрастные пирамиды приведены
на рис. 2.1 и 2.2.
Возраст
2029
3
1019
4
09
5
N
Рис. 2.1. Исходная возрастная пирамида
Построим кривые роста численности популяции. Сначала составьте
для обеих популяций таблицы динамики численности населения
(табл. 2.1), пользуясь построенными возрастными пирамидами.
Затем по данным первого и последнего столбцов постройте графики изменения численности во времени. При этом откладывайте по горизонтальной оси годы, а по вертикальной – численность людей (рис. 2.3).
63
Возраст
чарез 10 лет
30 лет
50 лет
3
4
5
3
4
5
3
3
4
5
3
4
6069
5059
4049
60 лет
40 лет
20 лет
3039
3
4
5
3
4
5
2029
4
5
3
4
5
3
1019
5
3
4
5
3
4
09
3
4
5
3
4
5
N
Рис. 2.2. Возрастные пирамиды (через 10 до 60 лет)
развития популяции людей
Таблица 2.1
Динамика численности населения
Годы,
прошедшие
от заселения
0
10
20
30
40
50
60
Рождаемость
(Р)
Смертность
(С)
Прирост
(r = Р – С)
Численность
(N)
0
3
4
5
3
4
5
0
0
0
0
3
4
5
0
3
4
5
0
0
0
N0 = 12
N10 = N0 + r10 = 15
N20 = N10 + r20 = 19
24
24
24
24
24
N
20
16
12
0
20
40
60
Годы
Рис. 2.3. Кривая роста
64
Задания
1. Используя данные табл. 2.2–2.5, сделайте выводы:
 изменении демографической ситуации в РФ после распада
СССР по настоящее время; причинах резкого изменения демографической ситуации в этот период;
 причинах смертности в РФ;
 миграционном приросте в РФ.
Какая демографическая политика проводится в РФ? Сравните демографическую ситуацию в РФ с ситуацией в странах ЕС, развивающихся странах Юго-Восточной Азии и странах Африки.
2. Обсудите среднюю продолжительность жизни (общую, для мужчин и женщин отдельно), младенческую смертность, возрастную структуру, параметры урбанизации в РФ. Сравните указанные параметры со
странами ЕС, развивающимися странами Юго-Восточной Азии и странами Африки.
Таблица 2.2
Компоненты изменения общей численности населения РФ в 19902010 гг.
(тысяч человек)*
147665,1
148514,7
148459,9
146890,1
143474,2
142221,0
142008,8
141904,0
141914,5
Миграционный
прирост
1990
1992
1995
2000
2005
2007
2008
2009
2010
Естественный
прирост
Численность
населения
на 1 января
Общий
прирост
Годы
Изменения за год
608,6
47,0
168,3
–586,5
–720,7
–212,2
–104,8
10,5
–81,5
333,6
–219,2
822,0
–949,1
–846,6
–470,4
–362,0
–248,9
–139,6
275,0
266,2
653,7
362,6
125,9
258,2
257,2
259,4
158,1
Численность
населения
на 31 декабря
Общий прирост
за год,
процентов
148273,7
148561,7
148291,6
146303,6
142753,5
142008,8
141904,0
141914,5
141833,0
0,41
0,03
–0,11
–0,40
–050
–0,15
–0,07
0,01
–0,06
*Демографический ежегодник России, 2010 г.; Федеральная служба государственной статистики: http://www.gks.ru/.
65
Таблица 2.3
Смертность по основным классам причин смертности в РФ
за период 19902010 гг.*
Причины смертности
Умершие от всех причин
в том числе:
от некоторых инфекционных
и паразитарных болезней
от новообразований
от болезней системы
кровообращения
от болезней органов дыхания
от болезней органов
пищеварения
от внешних причин смерти
из них:
от случайных отравлений
алкоголем
от всех видов транспортных
несчастных случаев
от самоубийств
от убийств
Число умерших на 100 тыс. населения
1990 1995 2000 2005 2007 2010
1119,1 1497,7 1529,0 1609,9 1463,9 1419,2
12,1
20,7
24,9
27,2
24,2
23,5
194,4
203,0
204,7
201,2
203,0
205,1
618,7
790,7
846,1
908,0
833,9
805,9
59,4
73,9
70,2
66,2
54,8
52,3
28,7
46,1
44,4
66,5
61,7
64,4
134,0
236,8
219,0
220,7
182,5
151,7
10,9
29,5
25,6
28,6
17,7
13,4
29,2
26,3
27,2
28,1
27,5
20,0
26,5
14,3
41,4
30,8
39,1
28,2
32,2
24,9
29,1
17,9
23,4
13,3
*Российский статистический ежегодник, 2011 г.
Таблица 2.4
Общие итоги миграции в РФ за период 19902009 гг.*
1990
1997
2000
Миграция (всего)
Прибывшие
5176332 3322593 2662329
Выбывшие
4720270 2931466 2420574
Миграционный прирост
456062 391127 241755
Миграция в пределах России
Прибывшие
4263109 2724942 2302999
Выбывшие
3990803 2698479 2274854
Миграционный прирост
272306
26463
28145
Международная миграция
Прибывшие
913223 597651 359330
Выбывшие
729467 232987 145720
Миграционный прирост
183756 364664 213610
66
2005
2009
2088639 1987598
1981207 1740149
107432 247449
1911409 1707691
1911409 1707691
–
–
177230
69798
107432
279907
32458
247449
Окончание табл. 2.4
1990
1997
2000
2005
С государствами – участниками СНГ
Прибывшие
–
571903 346774 168598
Выбывшие
–
146961
82312
36109
Миграционный прирост
–
424942 264462 132489
Миграция со странами дальнего зарубежья
Прибывшие
–
25748
12556
8632
Выбывшие
–
86026
63408
33689
Миграционный прирост
–
–60278 –50852 –25057
2009
261495
20326
214169
18412
12132
6280
*Демографический ежегодник России, 2005 и 2010 гг.
Таблица 2.5
Миграционный прирост в РФ в результате международной миграции
по странам за период 19972009 гг.*
Страны
1997
2000
2005
со странами СНГ
Азербайджан
25576
11719
3326
Армения
16545
14432
6961
Беларусь
–1353
–3002
763
Казахстан
210539
106990
39508
Киргизия
7456
13679
15119
Республика Молдова
8035
9415
5783
Узбекистан
32250
37724
29841
Украина
69115
39147
18120
со странами дальнего зарубежья
Германия
–45984
–38690
–18433
Греция
–703
–132
45
Израиль
–11247
–7899
–741
Канада
–1260
–791
–529
Китай
1639
463
–24
Латвия
5022
1420
515
Литва
623
569
147
США
–8419
–4354
–3644
Финляндия
–783
–1059
–608
Эстония
2781
401
207
2009
21744
34770
2944
31598
22591
15785
41862
40183
–1530
160
–33
–359
713
497
270
–865
–544
315
*Демографический ежегодник России, 2005 и 2010 гг.
3. В табл. 2.6 приведены данные по численности различных возрастных групп в России за 2010 г. (по данным Федеральной службы
67
государственной статистики для последней переписи населения,
http://www.gks.ru). Средний коэффициент рождаемости СКР = 1,537, соотношение мужчин и женщин, М:Ж = 1:1,163. Считать, что репродуктивный возраст 2029 лет, средняя продолжительность жизни –70 лет.
Таблица 2.6
Исходные данные возрастной структуры населения России за 2010 г.
Возрастные группы
Число человек (тыс.)
15000
14000
24000
21000
19000
21000
11000
14000
0–9 лет
10–19 лет
20–29 лет
30–39
40–49
50–59
60–69
>70
Постройте исходную и последующие возрастные пирамиды, которые будут иметь место через каждые 10 лет, на 60 лет вперед (учитывая
рождение детей, увеличение возраста, смерть от старости) для населения России. Заполните таблицу динамики численности:
Годы,
Рождаемость Смертность
прошедшие
(Р)
(С)
от заселения
0
0
0
10
20
30
40
50
60
Прирост
(r = Р–С)
0
Численность
(N)
N0 =
N10 = N0 + r10
N20 = N10 + r20
и т. д.
Постройте график изменения численности для населения России
для указанного периода времени.
Ответьте на следующие вопросы:
 Какой тип кривой роста численности имеет население России?
 Какова форма кривой роста? Назовите причины, которые, по
вашему мнению, влияют на форму кривой роста численности
населения в стране.
68
4. Две обособленные популяции людей начинают заселять две недавно необжитые области. Каждая из популяций характеризуется одинаковым возрастным составом, возрастная структура популяций приведена в таблице:
Возрастные группы
0–9 лет
10–19 лет
20–29 лет
Число людей разных возрастов (тыс. чел.)
3
4
2
В одной популяции СКР составляет 4, а в другой 2. Продолжительность жизни людей в каждой популяции составляет 60 лет, соотношение
полов 1:1, репродуктивный возраст – от 20 до 29 лет, все женщины в
каждой популяции рожают одинаковое количество детей. Постройте
исходную возрастную пирамиду для обеих популяций и возрастные пирамиды через каждые 10 лет на 60 лет вперед.
Постройте для каждой популяции исходную и последующие возрастные пирамиды, затем – кривые роста численности населения (учитывая рождение детей, увеличение возраста, смерть от старости). Сравните рост численности двух популяций, сделайте прогноз на будущее
для каждой популяции и ответьте на вопросы:
 При каких показателях рождаемости и смертности наблюдается
демографический взрыв?
 Какой характер роста численности имеет популяция, если СКР = 4?
Какова форма кривой роста? Как она называется? Прекратится ли
рост этой популяции, пока ей будет хватать ресурсов?
 Каким типом роста характеризуется популяция, если СКР = 2?
Прекращается ли рост этой популяции?
 Какая кривая отражает рост численности населения в мире? При
каком значении СКР демографический взрыв прекратится?
5. В настоящее время в развитых странах наблюдается увеличение
продолжительности жизни людей. Постройте новые таблицы изменения
численности людей для обеих популяций (условия задания 4), учитывая,
что продолжительность жизни всех людей увеличится до 90 лет. Постройте кривые роста численности популяций, проанализируйте, каким
образом продолжительность жизни влияет на рост численности населения, и ответьте на вопросы:
 Изменится ли характер роста популяции при увеличении продолжительности пострепродуктивной жизни?
 За счет чего, главным образом, растет численность населения: за
счет увеличения продолжительности жизни или увеличения СКР?
69
6. Постройте пирамиды численности и кривые роста на период до
ста лет (условия здания 4) с учетом того, что в первые 30 лет СКР = 4,
а затем в связи с перенаселением его снижают до 2. Постройте таблицу
и кривую роста численности населения. Проанализируйте полученные
результаты и ответьте на вопросы:
 Может ли население быстрорастущей популяции стабилизироваться сразу после введения ограничений рождаемости?
 Сколько лет прошло до стабилизации численности популяции в
рассмотренном случае?
7. Используя данные табл. 2.7, сделайте вывод о темпах урбанизации в РФ.
Таблица 2.7
Изменение численности населения в РФ (данные на 1.01.2010)*
Годы
1959
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Численность
населения,
тыс. человек
117534,3
119045,8
126309,1
129941,2
133633,9
138126,6
142539,0
147665,1
148459,9
146890,1
143474,2
141914,5
В том числе
городского
сельского
61611,1
63739,8
73195,3
80631,4
88878,7
96154,9
102369,4
108736,2
108321,7
107419,5
104719,3
103705,3
55923,2
55306,0
53113,8
49309,8
44755,2
41971,7
40169,6
38928,9
40138,2
39470,6
38754,9
38209,2
Доля
городского
населения
52,4
54,7
58,7
62,1
66,5
69,6
71,8
73,6
73,0
73,1
73,0
73,1
Доля
сельского
населения
47,6
45,3
41,3
37,9
33,5
30,4
28,2
26,4
27,0
26,9
27,0
26,9
*Демографический ежегодник России, 2010 г.
8. Что понимают под миграцией? Какие виды миграций вам известны? Назовите главные причины миграций.
2.3. Здоровье человека
Основные понятия и определения
Здоровье – позитивное состояние, характеризующее личность в целом, т. е. состояние физического, духовного и социального благополучия.
Здоровый образ жизни – поведение, укрепляющее или поддерживающее здоровье с объективной и субъективной точки зрения.
70
Пищевой рацион – суточное количество пищи для одного человека.
Набор продуктов и методы их кулинарной обработки должны удовлетворять потребности организма в необходимых пищевых веществах с учетом
возраста, пола, трудовой деятельности, климатических условий и т. д.
Физиологическая адаптация – устойчивый уровень активности физиологических систем, органов и тканей, а также механизмов управления, которые обеспечивают возможность длительной активной жизнедеятельности организма человека в измененных условиях существования
(общеприродных и социальных), а также способность к воспроизведению
потомства.
Ксенобиотики – вещества, чуждые живым организмам и биосфере,
чаще всего ядовитые: пестициды, фенолы, детергенты, пластмассы и др.
Мутагены – физические и химические факторы, вызывающие
наследственные изменения, мутации.
Стресс – неспецифическая реакция человеческого организма, возникающая в ответ на повышенные требования среды.
Канцерогены – химические вещества или факторы среды, вызывающие злокачественные новообразования (раковые заболевания) или
способствующие их возникновению и развитию.
Иммунитет – невосприимчивость организма к инфекционным
агентам и чужеродным веществам антигенной природы, несущим чужеродную генетическую информацию.
Заболевание экологическое (экогенное) – заболевание, относящееся
к группе болезней, связанных с неблагоприятными экологическими
условиями жизнедеятельности населения, и в первую очередь высоким
содержанием тяжелых металлов, химических токсикантов, повышенной
радиацией.
Стандартизованная смертность – суммарная смертность от любых причин, включая младенческую и материнскую.
Биологическая адаптация – эволюционно возникшее приспособление организма человека к изменяющимся условиям среды, выражающееся в изменении внешних и внутренних особенностей органа, функции
или всего организма. В процессе приспособления организма к новым
условиям выделяют два процесса – фенотипическую (или индивидуальную) адаптацию, которую более правильно называть акклиматизаций,
и генотипическую адаптацию, осуществляемую путем естественного
отбора полезных для выживания признаков.
Социальная адаптация – процесс активного приспособления индивида (группы индивидов) к социальной среде, проявляющийся в обеспечении условий, способствующих реализации его потребностей, интересов, жизненных целей.
71
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
Определение здоровья человека по рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Причины патологического состояния и болезней человека.
Экологические факторы и здоровье человека. Факторы, лимитирующие развитие человечества.
Здоровый образ жизни и его вклад в здоровье человека.
Основные критерии и индикаторы качества жизни и состояния здоровья популяции человека.
Виды адаптации человека.
Задания
1. Используя данные табл. 2.8–2.12, сделайте выводы:
 о причинах смертности в РФ; сравните их с показателями в других странах (табл. 2.8);
 демографических показателях, показателях младенческой
смертности, продолжительности жизни и расходах на медицину
в РФ и других странах. Динамике изменения этих показателей в
РФ за период 1995–2010 гг. (табл. 2.9–2.10);
 заболеваемости населения (табл. 2.11) по основным классам болезней; сопоставьте эти данные с динамикой использования
спиртных напитков и табака (табл. 2.12). Выскажете свои суждения о корреляционных связях между курением и употреблением спиртного и заболеваниями.
Таблица 2.8
Болезни системы
кровообращения
Болезни
органов дыхания
Болезни органов
пищеварения
Внешние
причины смерти
Россия
Австралия
Аргентина
Армения
Злокачественные
новообразования
Страны
Инфекционные
и паразитарные
болезни
Смертность населения по причинам смерти
(умершие на 100000 человек населения)*
21,9
6,0
37,2
18,8
132,3
126,9
142,3
146,0
531,6
140,3
212,2
498,0
49,2
24,3
62,9
36,3
37,3
13,5
28,5
31,5
194,1
35,2
52,2
38,9
72
Страны
Инфекционные
и паразитарные
болезни
Злокачественные
новообразования
Болезни системы
кровообращения
Болезни
органов дыхания
Болезни органов
пищеварения
Внешние
причины смерти
Окончание табл. 2.8
Беларусь
Бельгия
Бразилия
Германия
Италия
Казахстан
Канада
Киргизия
Китай
Норвегия
Республика Молдова
США
Таджикистан
Узбекистан
Украина
Финляндия
Франция
Япония
34,0
7,7
57,3
7,9
5,4
43,1
7,3
63,3
43,1
6,7
22,7
16,0
85,5
32,2
39,8
4,5
7,4
8,2
143,1
148,4
141,8
141,1
133,9
167,2
138,3
106,2
148,1
136,9
116,5
134,4
90,0
74,0
139,3
115,3
141,6
119,2
591,9
162,1
340,6
211,2
174,5
713,2
140,5
602,2
291,0
180,5
618,8
187,8
752,9
662,5
636,7
200,6
118,1
106,4
40,5
33,7
76,8
18,2
20,7
56,8
24,9
89,5
146,2
24,1
41,6
38,6
57,1
48,4
36,8
14,6
19,3
16,0
25,4
26,1
49,0
27,9
20,4
52,4
16,7
65,3
32,4
16,6
100,5
20,6
58,3
55,4
35,2
23,3
23,6
15,1
154,0
44,7
80,6
29,4
28,6
159,6
33,7
89,7
78,7
35,3
97,4
46,8
63,7
50,1
134,5
60,5
48,4
39,4
*Российский статистический ежегодник, 2011 г. (в таблице приведены данные на 2002 г.)
Таблица 2.9
Сравнительные данные по некоторым демографическим показателям
и расходам на медицину*
Показатель
Средняя продолжительность жизни (лет):
мужчины/женщины
Показатель рождаемости
на 1000 чел.
Показатель смертности
на 1000 чел.
Естественный прирост
населения
Россия
США
Япония
62/74
76/81
79/86
79/83
72/77
12,1
14
8,7
11,3
17,8
14,6
8,1
9,1
7,2
6,4
–2,5
5,9
–0,4
4,1
11,4
73
Канада Турция
Окончание табл. 2.9
Показатель
Россия США
Япония Канада Турция
Суммарный коэффициент
1,4
2,1
1,3
1,6
2,1
рождаемости
Коэффициент младенческой смертности (число
умерших в возрасте
8,5
6,6
2,6
4,9
16,1
до 1 года на 1000 родившихся живыми)
Врачей на 100 000 чел.
496
270
222
–
158
Расходы на медицину
в стране как проценты
от ВВП / на душу населения 5,4/493 15,7/7285 8,0/2751 10,1/4409 5,0/465
по среднему курсу обмена
валют (долл. США)
*Демографический ежегодник России, Российский статистический ежегодник, Мировая
статистика здравоохранения, 2010 г. (в таблице приведены данные на 20072008 гг.).
Таблица 2.10
Сравнительные данные
по некоторым демографическим показателям
и расходам на медицину в РФ за период 19952010 гг.
Показатель
1995
2000
2005
2008
2010
Средняя продолжительность жизни (лет): 58,1/71,6 59,0/72,3 58,9/72,4 61,8/74,2 63,1/74,9
мужчины/женщины
Показатель рождаемо9,3
8,7
10,2
12,1
12,5
сти на 1000 чел.
Показатель смертности
15,0
15,3
16,1
14,6
14,2
на 1000 чел.
Естественный прирост
–5,7
–6,6
–5,9
–2,5
–1,7
населения
Суммарный коэффи1,3
1,2
1,3
1,5
–
циент рождаемости
Коэффициент младенческой смертности
(число умерших
18,1
15,3
11,0
8,5
7,5
в возрасте до 1 года
на 1000 родившихся
живыми)
Врачей на 100 000 чел.
444
468
488
496
501
74
Окончание табл. 2.10
Показатель
Общие расходы
на медицину в стране
как проценты от ВВП /
на душу населения по
среднему курсу обмена
валют (долл. США)
1995
2000
2005
2008
2010
–
5,4/96
5,3/367
5,4/493
–
*Демографический ежегодник России, Российский статистический ежегодник, Мировая статистика здравоохранения, 2010 г.
Таблица 2.11
Заболеваемость населения по основным классам болезней
на 1000 чел. населения* в 20002010 гг.
(зарегистрировано больных с диагнозом, установленным впервые в жизни)**
Заболевание
Все болезни
из них:
Некоторые инфекционные
и паразитарные болезни
Новообразования
Болезни крови,
кроветворных органов
и отдельные нарушения,
вовлекающие иммунный
механизм
Болезни эндокринной
системы, расстройства
питания и нарушения
обмена веществ
Болезни нервной системы
Болезни глаза и его
придаточного аппарата
Болезни уха
и сосцевидного отростка
Болезни системы
кровообращения
Болезни органов дыхания
Болезни органов
пищеварения
2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010
730,5 745,9 763,9 771,0 772,0 802,5 779,6
44,3
37,4
37,4
37,5
36,5
34,6
32,8
8,4
9,6
9,9
10,1
10,1
10,7
10,8
3,8
4,6
5,4
5,5
5,3
5,1
4,9
8,5
9,6
11,7
11,5
11,5
10,4
10,2
15,3
15,3
16,3
16,6
17,0
16,7
16,4
31,9
33,7
35,8
35,0
34,2
33,7
33,0
21,9
24,1
24,6
25,1
24,8
26,3
27,1
17,1
23,1
26,6
26,2
26,6
26,5
26,1
317,2 295,3 297,1 302,3 304,5 339,3 323,8
32,3
35,5
75
35,3
34,5
34,6
34,5
33,4
Окончание табл. 2.11
Заболевание
Болезни кожи
и подкожной клетчатки
Болезни костно-мышечной
системы и соединительной
ткани
Болезни мочеполовой
системы
Врожденные аномалии
(пороки развития),
деформации
и хромосомные нарушения
Травмы, отравления
и некоторые другие
последствия воздействия
внешних причин
2000
2005
2006
2007
2008
2009
2010
44,0
49,8
50,8
50,4
49,7
49,3
48,2
30,6
33,4
35,4
35,3
35,3
34,9
33,5
37,6
46,2
48,9
48,8
48,7
48,2
47,9
1,5
1,7
1,8
1,9
2,1
2,1
2,1
86,2
90,2
89,5
92,0
91,7
90,6
91,6
* за 20052009 гг. показатели рассчитаны с использованием численности населения без
учета итогов ВПН-2010, за 2010 г. – с учетом предварительных итогов ВПН-2010.
** Российский статистический ежегодник, 2011 г.
Таблица 2.12
Продажа алкогольных напитков,
пива и табачных изделий в 19702010 гг.*
Наиме1970 1980 1990 1995 2000
нование
Алкогольные напитки и пиво
В абсолютном алкого110,6 145,9 79,8 139,9 117,5
ле: всего,
млн дкл
на душу
8,48 10,52 5,40 9,43 8,01
населения, л
В натуральном выражении, млн дкл:
Водка
и ликеро164,7 207,2 133,5 284,8 214,6
водочные
изделия
Виноградные и пло- 193,1 274,7 90,3 64,5 52,4
довые вина
76
2005 2006 2007 2008 2009 2010
133,2 135,0 138,7 137,3 129,6 127,6
9,31 9,47
9,76
9,67
9,13
8,93
203,5 197,2 184,6 177,2 166,3 157,8
84,9 81,1
94,9 102,9 102,5 103,4
Окончание табл. 2.12
Наиме1970 1980 1990
нование
Коньяки
4,1 5,2 8,5
Шампанские
и игристые
3,9 7,6 10,9
вина
244, 334, 307,
Пиво
4
6
2
Табачные изделия
Всего, млрд 208, 248, 245,
шт
0
5
8
На душу
населения,
1,6 1,8 1,7
тыс. шт
1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010
5,7
4,1
6,8
7,6
8,9
10,8
10,6
11,1
21,2 18,3 19,4 20,6
24,1
26,0
25,5
27,3
358, 524, 892, 1002, 1155, 1138, 1024, 1004,
0
6
1
8
3
2
3
0
207, 355, 395,
424,1 398,2 393,6 394,3 370,6
0
4
8
1,4
2,4
2,8
3,0
2,8
2,8
2,8
2,6
* Российский статистический ежегодник, 2011 г.
2. Проведите опыт по изучению суточного ритма частоты ваших
сердечных сокращений. Ежедневно три раза в сутки в спокойном состоянии измеряйте свой пульс. Длительность одного измерения должна
быть строго постоянна – 30 секунд. Измерения повторите в течение
4-х дней. Полученные данные занесите в таблицу:
Время суток
первый
Дни
второй третий
четвертый
Среднее
за 4 дня
Утро (8 ч)
Середина дня (15 ч)
Вечер (21 ч)
Сделайте вывод, проявляется ли суточный ритм в частоте ваших
сердечных сокращений. С учетом полученных данных выскажите предложения по планированию своего рабочего дня, времени отдыха.
3. Используя содержание табл. 2.13, а также данные о ежедневном
расходовании продуктов питания, сделайте вывод о потреблении продуктов питания в России и других государствах.
4. Используя верное соотношение белков, жиров, углеводов
(1 : 1 : 4), рассчитайте суточную потребность в них для вашего веса
(на 1 кг веса в сутки должно использоваться не более 1 г белков). Рассчитайте фактическое потребление белков, жиров и углеводов в вашем
рационе, используя таблицу содержания белков, углеводов (приложение 2). Сравните полученные результаты. Сделайте вывод, является ли
пища с данным соотношением белков, жиров, углеводов благоприятным
77
фактором и как необходимо изменить рацион питания, чтобы сделать
его полноценным.
Таблица 2.13
Растительное
масло
254
124
208
173
72
247
260
15
4
16
5
1,6
11
18
40
17
35

21
61
41
12,7 111 100 53 120
9
81 157 53 167
16
70 96 123 93
23 109 199 18 
6,7 96 146 31 130
33
56 128 110 93
15 132 129 44 115
85
352
4,7 270
5,9
33
16
71
83
89
96
46
86
0,8 306
49
19
13
23
94
60
91
Хлебные продукты
Сахар
4,0

6,2


2,3

Фрукты и ягоды
Рыба
и рыбопродукты
243
178
442
307
209
270
214
Овощи и бахчевые
Яйца, шт
61
23
88
65
36
117
51
Картофель
Животное масло
Россия
Азербайджан
Германия
Казахстан
Киргизия
США
Украина
Чешская
Республика
Япония
Молоко
и молочные продукты
Страна
Мясо
и мясопродукты
в пересчете на мясо
Потребление продуктов питания на душу населения в год, кг*
*Российский статистический ежегодник, 2009 и 2011 гг. (в таблице приведены данные на 2008 г).
5. Используя энергетическую ценность продуктов (приложение 2),
рассчитайте суточное потребление энергии и сделайте вывод о ее эффективном использовании с учетом ваших физической активности и
возраста. Норма энергопотребления для человека, занимающегося умственным трудом, в возрасте 18–29 лет составляет 2400 ккал для мужчин и 2000 ккал для женщин.
6. Индекс массы тела (ИМТ) – индекс Кетле – рассчитывается по
формуле
ИМТ 
вес тела  кг 
длина тела 2  м 2 
.
Оцените свой вес с учетом рекомендаций ВОЗ: желательный диапазон индекса 18,5–25 (22–24 для молодой женщины, собирающейся
78
стать мамой); избыточная масса тела 25,1–30; ожирение – более 30,1.
У мужчин на каждый сантиметр роста должно приходиться 300–400 г
массы тела, у женщин – 325–375 г.
В последние годы делаются попытки более конкретно прогнозировать степень риска для здоровья – индекс массы тела и ожирения, используя, в частности, и антропометрические индексы. Так, считается,
что отложившийся в абдоминальной области жир представляет большую опасность для здоровья, и риск является особенно значительным
в случае, когда отношения окружности талии к окружности бедер
больше чем 0,85 (А.А. Королева и др., 2003). Проанализируйте, с учетом
представленной информации, насколько у вас идеальный вес и насколько увеличивается риск иметь дополнительные заболевания от избыточного веса. Сделайте выводы о корректировке своего питания и образа
жизни с учетом полученных расчетов.
7. Для сопоставления стран по уровню социального развития ООН
предложен индекс человеческого развития (ИЧР). ИЧР состоит из трех
равнозначных индексов:
 дохода, определяемого показателем валового внутреннего продукта (ВВП) по паритету покупательской способности (ППС)
в долларах США;
 образования, определяемого суммой показателя грамотности
с весом в 2/3 и доли учащихся среди детей и молодежи в возрасте 7 и 24 лет с весом в 1/3;
 долголетия, определяемого через продолжительность предстоящей
жизни при рождении (ожидаемую продолжительность жизни).
Частные индексы рассчитываются по следующей формуле:
X i  X i min
Индекс 
,
X i max  X i min
где X i max и X i min – максимальное и минимальное значения частных индексов человеческого развития (приведены в табл. 2.14); X i – конкретные значения частного индекса (для страны, региона, континента).
Индекс дохода рассчитывается по формуле
log X i  log X min
.
Индекс дохода 
log X max  log X min
ИЧР рассчитывается как среднеарифметическая сумма трех индексов: дохода, образования и долголетия.
Используя данные табл. 2.15, определите ИЧР некоторых стран.
Выделите страны с высоким, средним и низким уровнем социального
79
развития. К каким мировым регионам они относятся? Используя показатели уровня благосостояния и качества жизни своего места жительства (село, поселок, город), рассчитайте ИЧР (табл. 2.16). Сделайте вывод об уровне жизни вашей местности.
Таблица 2.14
Фиксированные данные для расчета показателей
Показатель
Ожидаемая продолжительность жизни, лет
Процент грамотных
Процент получающих образование
ВВП/чел., долл.
Xmin
25
0
0
100
Xmax
85
100
100
40000
Таблица 2.15
Уровень благосостояния и качества жизни
в отдельных странах мира в 2007 г.*
Страна
Ожидаемая
продолжительность
жизни, лет
Греция
Египет
Индонезия
Испания
Китай
Нигер
Россия
Судан
Таиланд
Турция
Эфиопия
79,1
69,9
70,5
80,7
72,9
50,8
66,2
57,9
68,7
71,7
54,7
ВВП
Уровень
Общий
на душу
грамотности
показатель
населения
взрослого
обучающихся
(ППС
населения,
в учебных
в долл.
%
заведениях, %
США)**
97,1
101,6
28517
66,4
76,4
5349
92,0
68,2
3712
97,9
96,5
31560
93,3
85,1
5383
28,7
27,2
627
99,5
81,9
14690
60,9
39,9
2086
94,1
78,0
8135
88,7
71,1
12955
35,9
49,0
779
*Доклад о развитии человека 2009. Преодоление барьеров: человеческая мобильность
и развитие / пер с англ. В. Васильев и др. – М.: Весь мир, 2009. – 217 с.
** ВВП  валовой внутренний продукт, ППС  паритет покупательной способности
в долл. США
Перечень рекомендуемой литературы к главе II: [2], [9], [16], [18],
[20], [23], [27–28], [30–31], [37], [39].
80
Таблица 2.16
Данные для расчета показателя индекса человеческого развития
субъектов РФ в 2009 г.*
Субъект
Российской
Федерации
г. Москва
г. СанктПетербург
Тюменская
обл.
Томская обл.
Красноярский
край
Омская обл.
Краснодарский
край
Новосибирская
обл.
Кемеровская
обл.
Иркутская обл.
Республика
Хакасия
Алтайский
край
Республика
Бурятия
Доля
Ожидаемая
учащихся
ВВП долл.
Грамотность,
продолжительность
в возрастах
ППС
%
жизни, лет
724 лет, %
40805
73,61
125,4
99,8
25277
71,19
106,4
99,8
57175
69,49
73,2
99,2
19064
68,06
88,8
98,9
20779
67,63
72,1
99,0
16213
68,72
79,5
98,7
13899
70,66
72,0
99,0
13383
68,94
82,8
98,8
18721
65,37
69,1
98,9
15987
65,45
75,1
99,1
13680
67,25
72,8
98,8
10295
68,52
70,7
98,2
11148
65,27
76,9
98,8
*Доклад о развитии человеческого потенциала в Российской Федерации. 2011 г. /
под ред. А.А. Аузана и С.Н. Бобылева. – М.: ПРООН в РФ / Дизайн-макет, допечатная подготовка, печать: ООО «Дизайн-проект «Самолет», 2011. – 146 с.: табл., рис.,
вставки.
81
3. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ
3.1. Природные ресурсы и рациональное природопользование
Основные термины и понятия
Природные ресурсы – совокупность природных объектов и явлений, которые используются человеком для поддержания своего существования.
Особо охраняемые природные территории – участки суши или
водной поверхности, которые в силу своего природоохранного и иного
значения полностью или частично изъяты из хозяйственного пользования и для которых установлен режим особой охраны.
Отходы производства – остатки сырья, материалов, химических
соединений, образовавшиеся при производстве или выполнении работ и
утратившие целиком или частично исходные свойства.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Темы для обсуждения
Классификация природных ресурсов.
Динамика сокращения биологического разнообразия на планете.
Основные причины утраты биологического разнообразия.
Деградация почв, причины.
Основные виды антропогенного воздействия на почвы: эрозия, загрязнение, засоление и заболачивание, опустынивание, отчуждение
земель для промышленного и коммунального строительства.
Основные мероприятия по защите почв от деградации.
Пути решения проблемы ресурсов полезных ископаемых.
Оценка исчерпаемости природного ресурса
Если известен уровень добычи природного ресурса в текущем году
и потребление данного ресурса в последующие годы будет возрастать с
заданной скоростью прироста ежегодного потребления, то возможно
оценить срок исчерпания данного природного ресурса. Для расчета используется сумма членов ряда геометрической прогрессии:
Q

,
q 1  TP 100   1
t
(3.1)
TP 100
где Q – запас ресурсов; q – годовая добыча ресурса; ТР – прирост потребления ресурса; t – число лет.
82
Логарифмирование выражения для Q дает следующую формулу
для расчета срока исчерпания ресурса:
 QTP 
ln 
1
q100 

t
.
(3.2)
ln 1  TP 100 
Таким образом, можно прогнозировать темпы исчерпания природных ресурсов.
Задания
1. В таблице приведены исходные данные о запасах некоторых
природных ресурсов:
Нефть Уголь Газ
Разведанные
запасы ресурса Q,
млр т.
Добыча ресурса q,
млн т./год
Прирост объема
потребления
ресурса, TR % в год
Ресурсы
Уран Медь Серебро Никель Цинк
310
1280 110 0,0033 0,34 0,00028
3819
5000 1775 0,039
2
4,5
4
2
0,046
0,19
12
0,016
1,1
0,8
3,5
3
1,5
2
Рассчитайте время исчерпания приведенных в таблице ресурсов.
Сделайте вывод о последовательности прекращения добычи ресурсов.
Назовите меры, которые, по вашему мнению, помогут в решении проблемы истощения важнейших энергоресурсов.
2. Начертите график темпа вымирания видов птиц на Земле. С 1700
по 1749 гг. исчезло 6 видов; с 1750 по 1799 гг. – 10 видов; с 1800
по 1849 гг. – 15 видов; с 1850 по 1899 гг. – 26 видов; с 1900 по 1949 гг. –
33 вида; с 1950 по 2000 гг. – 37 видов. Поясните тенденцию исчезновения
видов птиц за последние 300 лет. Какие последствия для человека и природы имеет вымирание птиц. Назовите основные причины вымирания птиц.
3.2. Инженерная защита окружающей среды
Основные термины и понятия
Качество окружающей природной среды – степень соответствия ее
характеристик потребностям человека и технологическим требованиям.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – представляет собой
количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое
83
при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его
здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) – уровень физического радиационного воздействия, шума, вибрации, магнитных полей и др., который не представляет опасности для здоровья человека и его потомства.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть выброшено данным конкретным предприятием в атмосферу (ПДВ) или
сброшено в водоем (ПДС), не вызывая при этом превышения в них ПДК
загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.
Предельно допустимая нагрузка на природную среду (ПДН) – максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем.
Экологическая емкость территории – потенциальная способность
природной среды перенести какую-либо антропогенную нагрузку без
нарушения основных функций экосистем.
Экологический мониторинг – комплексная система наблюдений,
оценки и прогноза изменений состояния биосферы или отдельных ее
элементов под влиянием антропогенных воздействий.
Санитарно-защитная зона – это полоса, отделяющая источники
промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для
защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина
санитарно-защитной зоны устанавливается в зависимости от класса
производства, степени вредности и количества выделенных в атмосферу
веществ (50–1000 м).
Архитектурно-планировочные решения – правильное взаимное
размещение источников выбросов и населенных мест с учетом направления ветров, сооружение автомобильных дорог в обход населенных
пунктов и др.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
Качество окружающей среды.
Основные экологические нормативы.
Мониторинг окружающей среды. Классификация мониторинга.
Цели и задачи экологического мониторинга.
Методы мониторинга.
Экологические нормативы
Качество окружающей природной среды оценивается с помощью
экологических нормативов (ПДК, ПДУ, ПДВ, НДС).
84
ПДК устанавливаются на основе комплексных исследований и постоянно контролируются органами Госкомсанэпиднадзора. В нашей
стране действует более 1900 ПДК вредных веществ для водоемов, более
500 – для атмосферного воздуха и более 130 – для почв.
Для нормирования содержания вредных веществ в атмосферном
воздухе установлены два дополнительных норматива – разовая и среднесуточная ПДК.
Максимально разовая ПДК (ПДКм.р) – концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин рефлекторных реакций в организме человека (ощущение
запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).
Среднесуточная ПДК (ПДКс.с) – концентрация вредного вещества в
воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.
Для вредных веществ безопасная концентрация в окружающей среде определяется следующим выражением:
Сi  ПДК  Сф ,
(3.3)
где Сi – фактическая концентрация вредного вещества; Cф – фоновая
концентрация вредного вещества в воздухе, воде или почве.
При содержании в воздухе, воде или почве нескольких загрязняющих веществ, обладающих суммацией действия, например, в воздухе
SO2 и NOx, NO2, О3 и формальдегида, общее загрязнение окружающей
среды не должно превышать единицы:
m
Ci
 1,
(3.4)

ПДК
i 1
i
где Сi – фактическая концентрация вредных веществ в воздухе, воде
или почве; m – количество загрязняющих веществ.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) физического воздействия
(радиационного воздействия, шума, вибрации, магнитных полей и др.) –
это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека,
состояния животных, растений, их генетического фонда.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) и норматив допустимого сброса
(НДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть выброшено данным конкретным предприятием в атмосферу (ПДВ)
или сброшено в водоем (НДС), не вызывая при этом превышения в них ПДК
загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.
Задания
1. Пользуясь данными табл. 3.1, рассчитайте размеры лесопарковой
зоны г. Томска, учитывая, что численность городского населения со85
ставляет 520 тыс. человек. Сделайте вывод о том, насколько г. Томск
отвечает требованиям ВОЗ по размерам лесопарковой зоны. ВОЗ считает, что на одного гражданина должно приходиться 50 м2 городских зеленых насаждений и 300 м2 пригородных.
Таблица 3.1
Рекомендуемые размеры лесопарковой зеленой зоны в городах РФ
Численность городского населения,
тыс. человек
Размеры лесопарковой зоны,
га/1000 чел.
500–1000
250–500
100–250
До 100
25
20
15
10
2. ПДК диоксида азота в воздухе рабочей зоны 2 мг/м3. Концентрация диоксида азота, измеренная автоматическим газоанализатором, равна 0,005 % об. Превышает ли фактическая концентрация норму?
3.2.1. Защита атмосферы
Основные термины и понятия
Атмосфера – газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяного пара и пыли.
Загрязнение атмосферного воздуха – любое изменение его состава
и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.
Кислотный дождь – осадки, имеющие pH = 3–5.
Парниковые газы – пары воды, CO2, CH4, хлорфторуглероды и др.
Парниковый эффект – увеличение содержание парниковых газов
в атмосфере и, как следствие, нагрев нижних слоев атмосферы и поверхности Земли.
Озоновая дыра – пространство в озоновом слое атмосферы с заметно пониженным (до 50 %) содержанием озона.
Циклон – устройство для очистки выбросов в атмосферу от аэрозолей (пыли, золы), принцип действия которого основан на оседании частиц под действием силы тяжести.
Скруббер – устройство для очистки выбросов в атмосферу от аэрозолей (пыли, золы), принцип действия которого основан на оседании
частиц пыли на поверхности капель под действием сил инерции или
броуновского движения.
86
Фильтр – устройство для очистки выбросов в атмосферу от аэрозолей (пыли, золы), принцип действия которого основан на осаждении частиц пыли на тонких фильтрующих перегородках.
Электрофильтр – устройство для очистки выбросов в атмосферу
от аэрозолей (пыли, золы), принцип действия которого основан на
ионизации и осаждении частиц в электрическом поле.
Абсорбционный метод – метод извлечения вредных компонентов
из промышленных выбросов с помощью жидких поглотителей (абсорбентов).
Адсорбционный метод – метод извлечения вредных компонентов
из промышленных выбросов с помощью адсорбентов – твердых тел с
ультрамикроскопической структурой (активированный уголь, цеолиты, Al2O3).
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Строение атмосферы.
Экологические функции атмосферы.
Источники загрязнения атмосферы.
Классификация выбросов в атмосферу по агрегатному состоянию.
Экологические последствия загрязнения атмосферы: кислотные
дожди, парниковый эффект, озоновые дыры.
Средства защиты атмосферы.
Устройства для очистки технологических выбросов в атмосферу от
аэрозолей: сухие пылеуловители, мокрые пылеуловители, фильтры,
электрофильтры.
Способы очистки от газообразных примесей: каталитическое превращение, абсорбция, адсорбция.
Загрязнители атмосферного воздуха
Основными загрязнителями атмосферного воздуха, образующимися как в процессе хозяйственной деятельности человека, так и в результате природных процессов, являются диоксид серы SO2, диоксид углерода CO2, оксиды азота NOx, твердые частицы – аэрозоли. Их доля
составляет 98 % в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо
этих основных загрязнителей, в атмосфере наблюдается еще более
70 наименований вредных веществ: формальдегид, фенол, бензол, соединения свинца и других тяжелых металлов, аммиак, сероуглерод и др.
ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе населенных
мест приведены в табл. 3.2.
87
Таблица 3.2
Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ
в атмосферном воздухе населенных мест
Наименование
вещества
Азота диоксид NO2
Азота оксид NO
Аммиак
Ацетон
Бензин
Ртуть
Сажа
Сероводород H2S
Серы диоксид SO2
Углерода диоксид CO
Фенол
Формальдегид
ПДК, мг/м3
Класс
максимально-разовая среднесуточная
опасности
ПДКс.с
ПДКм.р
2
0,085
0,04
3
0,4
0,06
4
0,2
0,04
3
0,35
–
4
5,0
1,5
1
–
0,0003
3
0,15
0,05
2
0,008
–
3
0,5
0,05
4
5,0
3,0
2
0,01
0,003
2
0,035
0,003
Расчет выбросов от автомобильного транспорта
Большая часть загрязнения атмосферного воздуха приходится на
долю автомобильного транспорта. В крупных городах она составляет
более 70 % всех вредных выбросов в атмосферу.
Основная причина загрязнения воздуха разнообразными двигателями, использующими в качестве топлива продукты нефтепереработки,
заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Камера
сгорания двигателя – своеобразный химический реактор, синтезирующий загрязняющие вещества, выделяющиеся с выхлопными газами в
атмосферу.
Основная химическая реакция, протекающая в процессе сгорания
топлива, может быть представлена следующим обобщенным уравнением:
C x H y  ( x  0,25 y )O 2  xCO 2  0,5 yH 2O ,
где CxHy – условное обозначение гаммы углеводородов, входящих в состав топлива. Однако эта реакция не проходит полностью.
Основными загрязняющими веществами, входящими в состав выхлопных газов практически всех двигателей, являются CO, CxHy, NOx.
При определенных условиях в выхлопных газах содержатся также SO2,
сажа, бензапирен, соединения свинца (табл. 3.3).
На основании большого количества натурных измерений выбросов
разработана «Методика по расчету валовых выбросов вредных веществ
88
в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии»
(РД-17-89) от 1990 г. В одном из разделов этой методики представлен
расчет выбросов вредных веществ от автомобилей с различными типами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) (бензиновыми, дизельными,
газовыми и др.).
Таблица 3.3
Содержание вредных веществ в отработавших газах (ОГ)
Вредное вещество
Содержание в ОГ ДВС
Дизели
0,005–0,5 об. %
Оксид углерода
Оксиды азота
0,004–0,5 об. %
в пересчете на азот
Сернистый ангидрид
0,003–0,05 об. %
Углеводороды
0,01–0,5 об. %
в пересчете на углерод
Бензапирен
До 10 мкг/м3
Сажа
До 1,1 г/м3
Соединение
свинца
–
Бензиновые
0,25–10 об. %
0,01–0,8 об. %
–
0,27–0,3 об. %
До 20 мкг/мЗ
До 0,4 г/мЗ
Выбрасывается до 85 %
соединений свинца (от количества
введенного в бензин с ТЭС)
Выброс i -го вредного вещества Pi , т, определяется по формуле
Pi  qilk1k2 ,
где qi , т/км – удельный выброс i-го вредного вещества автомобилем
в зависимости от типа ДВС с учетом картерных выбросов и испарений
топлива, определяется по табл. 3.5; l – пробег автомобилей с данным
типом двигателя за расчетный период, км; k1 – коэффициент, учитывающий техническое состояние автомобиля; k2 – коэффициент, учитывающий возраст автомобиля. Значения k1, k2 определяются по табл. 3.4.
Общий выброс от автомобиля складывается из выбросов вредных
n
веществ всех групп: P   Pi .
i 1
Пример
Рассчитать выбросы оксида углерода, углеводородов и оксидов
азота от автобуса с дизельным двигателем 2000 г. выпуска и пробегом
80000 км.
89
Решение. Используя данные табл. 3.4 и 3.5, получим следующие
выражения для расчета выбросов:
PCO  qCOlk1k2  15  80000  1,8  1,27  2743200 г = 2,743 т ;
PCx H y  qCx H y lk1k2  6,43  80000  2,0  1,17  1198080 г  1,198 т ;
PNO x  qNO x lk1k2  8.5  80000  1,0  1,0  680000 г = 0,680 т .
Тогда суммарный выброс перечисленных загрязняющих веществ от
данного транспортного средства составит:
n
P   Pi  2,743  1,198  0,680  4,621 т .
i 1
Таблица 3.4
Коэффициент влияния среднего возраста автомобилей
и уровня их технического состояния на выбросы вредных веществ
для различных групп заводского автомобильного транспорта
Группы
автомобилей
Грузовые
и специальные
грузовые
с бензиновыми
ДВС
Грузовые
и специальные
грузовые
дизельные
Автобусы
с бензиновыми
ДВС
Автобусы
дизельные
Легковые
служебные
и специальные
Легковые
индивидуального пользования
k2
k1
Оксид
УглеОксиды Оксид
Углеуглерода водороды азота углерода водороды
оксиды
азота
1,69
1,86
0,8
1,33
1,2
1,0
1,8
2,0
1,0
1,33
1,2
1,0
1,69
1,86
0,8
1,32
1,2
1,0
1,8
2,0
1,0
1,27
1,1
1,0
1,63
1,83
0,85
1,28
1,17
1,0
1,62
1,78
0,9
1,28
1,17
1,0
90
91
Грузовые, специальные грузовые
с бензиновыми ДВС
и работающие на сжиженном
нефтяном газе (пропан-бутан)
Грузовые, специальные
грузовые дизельные
Грузовые, специальные
грузовые, работающие
на сжатом природном газе
Автобусы с бензиновым ДВС
Автобусы дизельные
Легковые служебные
и стандартные
Легковые индивидуального
пользования
Группы автомобилей
10
6,4
8
30
8,5 15
1998
8
30
8,5 15
10
6,4
8
25
8,5 15
8
6,4
2,6 17,45 2
2,5 17
1,9
2,4 16,55 1,75 2,3 16,1 1,6
2,19
6,4
8,5
7,5
8,6
17,9 2,1
6,8 51,5 9,6
8,5 15 6,4
7,5 25
8,5 15
2
9,9
6,4
8
6,4
6,8
18,7 2,25 2,7 18,2 2,09 2,58 17,7 1,93 2,47 17,1 1,76 2,36 16,5 1,6
10,5 7,5 54,5 10,2 7,2 53
6,4 8,5 15 6,4 8,5 15
10
6,4
2000
СхНу NOx СО СхНу NOx
1999
7,7 58,7 12,7 7,4 57,1 12,3 7,1 55,5 12
СхНу NOx СО СхНу NOx СО
1997
60,3 13
57,5 10,7 8
56
15 6,4 8,5 15
30
15
61,9 13,3 8
СО СхНу NOx СО
1996
Год выпуска
Значения удельных выбросов вредных веществ автомобильным транспортом qi , г/км
Таблица 3.5
Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
при неконтролируемом горении нефти и нефтепродуктов
Неконтролируемые горения имеют место при пожарах в открытом
пространстве, возникающих в результате аварий на нефтебазах, нефтехимических производствах, трубопроводах, на железнодорожном и автомобильном транспорте.
Под удельными выбросами в настоящей методике приняты выбросы, отнесенные к единице массы сгоревших нефти и/или нефтепродуктов. Единицы измерения удельных выбросов – кг/кг или т/т (табл. 3.6).
Таблица 3.6
Удельные выбросы загрязняющих веществ
к единице массы сгоревших нефтепродуктов
Оксиды азота
(в пересчете на NO2)
Сероводород H2S,
серы (в пересчете на SO2)
1,41 0,001 0,0047 2,61·10–2 24·10–3 50·10–3 6,9·10–8
0,9
1,49 0,001 0,0345
Бензапирен
0,87
Углеводороды
1,35 0,001 0,0012 1,51·10–2 20·10–3 60·10–3 6,1·10–8
1,41 0,001
2,61·10–2 24·10–3 50·10–3 6,9·10–8
1,48 0,001 0,0278 6,9·10–3 28·10–3 30·10–3 7,6·10–8
Сажа
0,85
0,87
0,87
Оксид серы SO2
Диоксид углерода,
CO2
Бензин
Керосин
Нефть
Дизельное
топливо
Мазут
Оксид углерода,
CO
Наименование
нефтепродукта
Удельный выброс загрязняющего вещества
к единице массы сгоревших нефтепродуктов, кг/кг или т/т
6,9·10–3 30·10–3 20·10–3 7,6·10–8
Масса выброса ( М i ) каждого загрязняющего вещества при неконтролируемом горении определяется по формуле
М i  qi М с ,
(3.5)
где i – загрязняющее вещество (СО и др.); qi – удельный выброс, кг/кг
или т/т; М с – масса сгоревших нефти и/или нефтепродукта, кг или т.
92
В простейшем случае масса сгоревших нефти и нефтепродуктов
(Мс) определяется как их потеря (Мп) в резервуарах или на участке разрыва продуктопровода. При этом должно быть четко установлено, что
не произошло поглощения части разлившихся нефти и нефтепродуктов
почвой и грунтом.
В случае если имело место поглощение нефти и/или нефтепродуктов почвой (и грунтом), необходимо измерить площадь разлива в квадратных метрах. После этого взять керны почвы и грунта на глубину
проникновения в них нефти и/или нефтепродуктов и определить среднее содержание нефти и/или нефтепродуктов в граммах на килограмм.
Суммарное количество поглощенных, но не сгоревших нефти и/или
нефтепродуктов в тоннах подсчитывается по формуле
М погл  Fhc г ,
(3.6)
где F – площадь почвы и грунта, пропитанного нефтепродуктами, м2;
h – глубина, на которую почва и грунт пропитаны нефтью и/или нефтепродуктами, м; с – средняя концентрация нефти или нефтепродуктов
в почве и грунте, г/кг; ρг – плотность грунта, кг/м3.
Сгоревшая масса определяется как разность потерянных и поглощенных почвой нефти и/или нефтепродуктов:
М с  М п  М погл .
(3.7)
Сгоревшая масса нефти и нефтепродуктов Мс, потерянная в известном количестве в результате разлива на водной поверхности, определяется как разность потерянных Мп и несгоревших Мн нефти и/или нефтепродуктов в тоннах:
М с  М п  М погл .
(3.8)
Масса несгоревшей нефти определяется с учетом площади разлива,
толщины несгоревшего слоя и плотности:
М н  Fh1н ,
(3.9)
где F – площадь, занимаемая разлитыми нефтью и/или нефтепродуктом, м2;
h1 – толщина слоя несгоревших нефти и/или нефтепродуктов, мм; н –
плотность нефти и/или нефтепродуктов, кг/м3.
При горении на водной подстилающей поверхности по окончании горения нефти и/или тяжелых нефтепродуктов остается слой толщиной 2 мм.
В случае когда потери нефти и/или нефтепродуктов неизвестны,
сгоревшая масса в тоннах определяется по скорости выгорания слоя
нефти и/или нефтепродуктов и площади пожара, с поправкой на скорость ветра:
М с  0,06UF нtW / 3 ,
(3.10)
93
где н – плотность нефти и/или нефтепродуктов, кг/м3; U – нормальная
скорость горения, м/с; F – площадь пожара, м2; t – продолжительность
пожара, мин.; W – скорость ветра, м/с; 3 – средняя скорость ветра, м/с;
Значения скорости выгорания (U) и плотности ( н ) зависят от вида
нефти и/или нефтепродукта и представлены в табл. 3.7.
Таблица 3.7
Скорость выгорания и плотность нефтепродуктов
Нефтепродукты
Бензин
Керосин
Мазут
Нефть
Дизельное топливо
Скорость выгорания,
105 м/с
6,5
6,1
3,7
2,7
6,1
Плотность топлива, кг/м3
560–800 (680)
650–920 (780)
890–1000 (950)
730–1040 (880)
650–920 (780)
Пример
Загорелся бак с бензином. Сгорело 55 т бензина. Определить массу
выброшенного в атмосферу:
а) оксида углерода (СO);
б) диоксида азота (NO2);
в) углеводородов.
Решение. Используя формулу (3.3) и данные табл. 3.3, получим
следующие выражения для расчета выбросов:
M CO  qCO M c  0,855  55  44,75 т ,
M C x H y  qC x H y M c  60  103  55  3,30 т ,
M NO2  qNO2 M c  1,51  102  55  0,83 т .
Расчет выбросов загрязняющих веществ
при механической обработке материалов
Характерной особенностью процессов механической обработки
материалов является выделение твердых частиц (пыли), а при обработке
материалов с применением смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) –
дополнительное выделение аэрозоля СОЖ.
В качестве СОЖ рекомендуются нефтяные минеральные масла и
различные эмульсии, которые уменьшают выделение пыли на 85–90 %.
При обработке металлов и сплавов наихудшим вариантом, который
используется для дальнейших расчетов и установления нормативов за94
грязнения атмосферы, считается тот, когда в химический состав пыли
входят оксиды соответствующих металлов.
При работе заточных и шлифовальных станков, наряду с металлической пылью, имеющей состав обрабатываемого материала или оксидов обрабатываемого металла, также выделяется абразивная пыль, по
составу аналогичная материалу шлифовального (заточного) круга.
Максимально разовое выделение (г/с) загрязняющего вещества
(ЗВ) (пыли) от т одновременно работающих станков определяется
по формуле:
m
G   gi kiCOЖ ,
(3.11)
i 1
где gi  удельное выделение пыли при работе на i-м станке, г/с; kiCOЖ 
коэффициент, учитывающий применение (= 0,15) или отсутствие (= 1)
СОЖ на i-м станке.
Валовое выделение (т/год) загрязняющего вещества (пыли) от т
одновременно работающих станков определяется по формуле
m
m
i 1
i 1
M   gi kiCOЖ Ti   gi kiCOЖ ti N i ,
(3.12)
где gi  удельное выделение пыли при работе на i-м станке, т/ч; Ti 
суммарное время работы на i-м станке за год; Ni  количество дней работы i-м станке за год; ti  время работы на i-м станке за день.
Максимально разовое выделение (г/с) аэрозоля СОЖ от т одновременно работающих станков определяется по формуле
m
G   giСОЖWi ,
(3.13)
i 1
где gi  удельное выделение аэрозоля СОЖ при работе на i-м станке,
г/кВтс; Wi  мощность электродвигателя i-го станка, кВт.
Валовое выделение (т/год) аэрозоля СОЖ от т одновременно работающих станков определяется по формуле
m
m
i 1
i 1
M   giСОЖWiTi   giСОЖWi ti N i ,
(3.14)
где gi  удельное выделение аэрозоля СОЖ при работе на i-м станке,
т/ч; Ti  суммарное время работы на i-м станке за год, ч/год; Ni  количество дней работы i-го станка за год; ti  время работы на i-м станке
за день.
Значения удельных величин выделения ЗВ приводятся в справочной литературе.
95
В случаях когда в справочных изданиях приводятся удельные нормативы выделения ЗВ, отнесенные к единице массы перерабатываемого
материала, расчет удельного выделения, отнесенного к единице времени (г/с), проводится по формуле
g p
,
Tпер
g
(3.15)
где g  − удельное выделение ЗВ, г/кг; p  количество перерабатываемого материала за цикл, кг/цикл; Тпер  длительность цикла переработки
материала, ч/цикл.
Расчет выбросов загрязняющих веществ
при сварке, наплавке, пайке, электрорезке металлов
Процессы сварки, наплавки и тепловой резки металлов сопровождаются выделением сварочного аэрозоля и газов, количество которых
пропорционально расходу сварочных материалов (электрода, сварочной
проволоки, припоя и т. п.), а при контактной электросварке  номинальной мощности применяемого оборудования.
Сварочный аэрозоль и аэрозоль, выделяющийся при газовой резке,
преимущественно состоят из оксидов свариваемых (разрезаемых) металлов или компонентов сплавов (железа, марганца, титана, хрома,
алюминия и т. п.).
Применение тепла от сжигания горючих газов (ацителена, пропанбутановой смеси и т. п.) для нагрева деталей ведет к выделению оксидов
азота и углерода в количестве, зависящем от вида процесса нагрева и
расхода горючего газа.
Максимальное разовое выделение (г/c) ЗВ (компонентов сварочного аэрозоля и сопутствующих газов) от m одновременно работающих
сварочных постов (машин электроконтактной сварки) определяется по
формулам:
m
G
g
i 1

i
p
,
Tпер
(3.16)
где g  − удельное выделение ЗВ i-го поста, г/кг; p  количество использованного сварочного материала за время непрерывной работы (цикл)
i-го поста, кг/цикл; Тпер  длительность цикла сварки материала i-го поста, с/цикл;
m
G
g W

i
i 1
50
96
i
,
(3.17)
где g  − удельное выделение ЗВ при работе i-й электроконтактной машины, г/с на 50 кВт номинальной мощности машины; Wi  номинальная
мощность i-й машины, кВт.
Максимальное разовое выделение (г/c) ЗВ (продуктов горения) от
m одновременно работающих горелок при сварке, наплавке, пайке или
газорезке металлов определяется по формуле
m
G
g
j 1

j
p
,
Tпер
(3.18)
где g  − удельное выделение ЗВ j-й горелки, г/кг; p  количество использованного горючего газа за время непрерывной работы (цикл) j-й
горелки, кг/цикл; Тпер  длительность работы j-й горелки, с/цикл.
Максимальное разовое выделение (г/c) ЗВ (компонентов аэрозоля и
сопутствующих газов) от m одновременно работающих газовых резаков:
m
G  gj ,
(3.19)
j 1
где g  − удельное выделение ЗВ i-го резака, г/с.
Пересчет справочных значений удельных выделений ЗВ от газового резака можно провести по формуле
g  g0L ,
(3.20)
где g − удельное выделение ЗВ при работе резака, г/ч; g 0  удельное
выделение ЗВ при работе резака, г/пог.м; L  производительность газового резака, пог.м/ч.
Валовое выделение (т/год) ЗВ от m сварочных постов определяется
по формулам:
m
M   gi Pi ,
(3.21)
i 1
где g  − удельное выделение ЗВ i-го поста, т/кг; Pi  общее количество
сварочного материала или горючего газа, использованного i-м постом за
год, кг/год, м3/год;
m
M
 giWiTi
i 1
50
m

g WNt
i 1

i
50
i
i i
,
(3.22)
где Ti  суммарное время сварки на i-й машине за год, ч/год; Ni  количество дней работы i-й машины за год; ti  время сварки на i-й машине
за день, ч.
97
Валовое выделение (т/год) ЗВ от m станков
m
m
i 1
i 1
M   gi Ti   gi N i ti ,
(3.23)
где gi − удельное выделение ЗВ при работе i-го станка, т/ч; Ti  суммарное время работы i-го станка за год, ч/год; Ni  количество дней работы i-го станка за год; ti  время работы i-го станка за день.
Расчет выбросов загрязняющих веществ
в атмосферу от котельной
Методика, принятая Государственным комитетом по охране окружающей среды [Методика определения выбросов загрязняющих веществ
в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час. М., 1999], предназначена
для определения выбросов в атмосферный воздух загрязняющих веществ
с дымовыми газами котлоагрегатов паропроизводительностью до 30 т/ч
и водогрейных котлов мощностью до 25 МВт (20 Гкал/ч) по данным периодических измерений их концентраций в дымовых газах или расчетным
путем при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива.
Методика применяется с 1 января 2000 г.:
 для составления статистической отчетности по форме 2-ТП (воздух);
 установления предельно допустимых и временно согласованных
выбросов;
 планирования работ по снижению выбросов;
 контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Расчет выбросов оксидов азота
Валовый (т/год) и максимально разовый (г/с) выбросы оксидов азота NOx в пересчете на NO2 M NO x , выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, определяются по формуле
r
M NOx  BpQir K NO
   1  г  1  б  kn ,
(3.24)
2 k t 
где Bp – расчетный расход топлива, нм3/с (тыс. нм3/год); при работе котла в соответствии с режимной картой с достаточной степенью точности
может быть принято Bp = B (B – фактический расход топлива на котел);
r
Q r – низшая теплота сгорания топлива, МДж/нм3; K NO
– удельный вы2
брос оксидов азота при сжигании газа, г/МДж, для паровых котлов
r
K NO
 0,01 D ,
2
(3.25)
где D – фактическая паропроизводительность котла, т/ч, для водогрейных котлов;
98
r
K NO
 0,0113 Qт  0,03 ,
2
(3.26)
где Qт – фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку
теплу, МВт, определяемая по формуле
Qт  BpQ r ,
(3.27)
k – безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную кон-
струкцию горелки: для всех дутьевых горелок напорного типа (т. е. при
наличии дутьевого вентилятора на котле) принимается k = 1,0, для горелок инжекционного типа принимается k = 1,6, для горелок двухступенчатого сжигания (ГДС) k = 0,7; t – безразмерный коэффициент,
учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения
t = 1 + 0,002(tгв – 30),
(3.28)
где tгв – температура горячего воздуха, °С;  – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов
азота, в общем случае значение  = 1,225, при работе котла в соответствии с режимной картой  = 1; для котлов с напорными (дутьевыми)
горелками или горелками ГДС, при наличии результатов испытаний
котла с измерением О2 и СО, для более точного учета избытка воздуха
используется формула
2


5
5
    1  0,1 О 2    0,3  O2   ,
Q
Q


н
(3.29)
где O2 – концентрация кислорода в дымовых газах за котлом, %; Q –
относительная тепловая нагрузка котла, равная отношению Q  Qф / Qн
или Q  Dф / Dн , где Qф, Dф, Qн и Dн – соответственно фактические
и номинальные тепловая нагрузка и паропроизводительность котла,
MВт, т/ч, для котлов с инжекционными горелками влияние избытка
воздуха учитывается коэффициентом  αи :
 α   αи  0,577 S т ,
(3.30)
где Sт – разрежение в топке, кгс/м2 (мм вод. ст.); r – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через
горелки на образование оксидов азота, при подаче газов рециркуляции
в смеси с воздухом;
 r  0,16 r ,
99
(3.31)
где r – степень рециркуляции дымовых газов, %;  – безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру:
 = 0,022,
(3.32)
где  – доля воздуха, подаваемого в промежуточную зону факела
(в процентах от общего количества организованного воздуха); kп – коэффициент пересчета: при определении выбросов в граммах в секунду
kп = 1; при определении выбросов в тоннах в год kп = 10–3.
При определении максимальных выбросов оксидов азота в граммах
в секунду по формуле (3.24) значения входящих в формулу величин
определяются при максимальной тепловой мощности котла.
При определении валовых выбросов оксидов азота за год значения
входящих в формулу (3.24) величин определяются по средней за рассматриваемый промежуток времени нагрузке котла.
Расчет выбросов окиси углерода
Валовый (т/год) и максимально разовый (г/с) выбросы оксида углерода МСО вычисляется по формуле
 q 
(3.33)
М СО  103 ССО В 1  мех  ,
 100 
где B – расход топлива, г/с (т/год); CCO – выход оксида углерода при
сжигании топлива, г/кг (г/нм3) или кг/т (кг/тыс. нм3). Определяется по
формуле
CCO  qхим RQir ,
(3.34)
где qхим – потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %; R – коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие
химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием
в продуктах неполного сгорания оксида углерода; принимается для
твердого топлива
мазута
газа
1,0
0,65
0,5
Qir – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг
(МДж/нм3); qмех – потери тепла вследствие механической неполноты
сгорания топлива, %.
Значения qхим, qмех принимают по эксплуатационным данным или
по нормативам.
100
Расчет выбросов оксидов серы
Валовый (т/год) и максимально разовый (г/с) выбросы оксидов серы SO2 и SO3 (в пересчете на SO2) M SO2 , выбрасываемых атмосферу с
дымовыми газами, вычисляют по формуле



M SO2  0,02BS r 1  SO2 1  SO2 ,
(3.35)
где B – расход натурального топлива за рассматриваемый период, г/с
(т/год); Sr – содержание серы в топливе на рабочую массу, %; SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле; SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц.
Ориентировочные значения SO2 при сжигании различных видов
топлива составляют:
SO2
Топливо
торф
сланцы эстонские и ленинградские
сланцы других месторождений
экибастузский уголь
березовские угли Канско-Ачинского бассейна
для топок с твердым шлакоудалением
для топок с жидким шлакоудалением
другие угли Канско-Ачинского бассейна
для топок с твердым шлакоудалением
для топок с жидким шлакоудалением
угли других месторождений
мазут
газ
0,15
0,8
0,5
0,02
0,5
0,2
0,2
0,05
0,1
0,02
0
Доля оксидов серы ( SO2 ), улавливаемых в сухих золоуловителях,
принимается равной нулю. В мокрых золоуловителях эта доля зависит
от общей щелочности орошающей воды и от приведенной сернистости
топлива Sпр:
S
пр
Sr
 r.
Qi
(3.36)
При характерных для эксплуатации удельных расходах воды
на орошение золоуловителей 0,1–0,15 дм3/нм3 SO2 определяется по
рис. 3.1.
101
Рис. 3.1. Степень улавливания оксидов серы
в мокрых золоуловителях в зависимости
от приведенной сернистости топлива
и щелочности орошающей воды, мг-экв./дм3:
1 – 10, 2 – 5, 3 – 0
При наличии в топливе сероводорода к значению содержания серы
на рабочую массу Sr в формуле (3.35) прибавляется величина
S r  0,94H 2S ,
(3.37)
где H2S – содержание на рабочую массу сероводорода в топливе, %.
Расчет выбросов твердых частиц
Валовый (т/год) и максимально разовый (г/с) выбросы твердых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива) Мтв, поступающих в атмосферу с дымовыми газами котлов, вычисляют по одной из двух формул:
М тв  B
A
аун 1  оч  ,
100  Г ун
(3.38)
или

Qr 
оч
М тв  0,01B  аун A  qмех
(3.39)
 1    ,
,
32
68


где B – расход натурального топлива, г/с (т/год); A – зольность топлива
на рабочую массу, %; аун – доля золы, уносимой газами из котла (доля
золы топлива в уносе); оч – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях; Гун – содержание горючих в уносе, %; qмех – потери тепла
102
от механической неполноты сгорания топлива, %; Q r – низшая теплота
сгорания топлива, МДж/кг; 32,68 – теплота сгорания углерода, МДж/кг.
Количество летучей золы (M3), г/с (т/год), входящее в суммарное количество твердых частиц, уносимых в атмосферу, вычисляют по формуле
M 3  0,01Bаун Ar 1  оч  .
(3.40)
Количество коксовых остатков при сжигании твердого топлива
и сажи при сжигании мазута (Мк), г/с (т/год), образующихся в топке
в результате механического недожога топлива и выбрасываемых в атмосферу, определяют по формуле
Мк = Мтв – М3.
(3.41)
Учет рассеивания загрязняющих веществ,
выброшенных в атмосферу организованными
точечными источниками и установление НДС
Учет рассеивания загрязняющих веществ основан на законах турбулетной диффузии, учитывающих состояние атмосферы, расположение предприятия, характер местности, физические свойства выбросов,
параметры источников выброса и т. д. (рис. 3.2) Согласно указаниям
ОНД-86, для случая загрязнения атмосферы одиночным точечным источником с круглым устьем максимальное значение приземной концентрации вредного вещества сmax определяется по формуле:
AMFm n
,
(3.42)
cmax  2
H 3 V1  T
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; т и n –
коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из
устья источника выброса; H – высота источника выброса над уровнем
земли, м (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м);
 – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности
(в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не
превышающим 50 м на 1 км,  = 1); Т (°С) – разность между температурой
выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв; V1 – расход газовоздушной смеси, м3/с.
Далее по ОНД-86 рассчитывают концентрацию вредного вещества
в разных точках при удалении от источника выбросов, включая области
внутри санитарно-защитной зоны и за ее пределами.
103
Рис. 3.2. Распределение приземной концентрации загрязняющего вещества
в атмосфере на оси факела выброса из точечного источника
(по Н.А. Бродской, О.Г. Воробьевой и др, М., 2006)
При установлении нормативов ПДВ руководствуются неравенствами (3.3) и (3.4). Если концентрация вредных веществ, обладающих
суммацией действия, рассчитанная по ОНД-86, на границе санитарнозащитной зоны не превышает единицы, то масса выбросов, соответствующая этой концентрации, принимается за величину ПДВ. В случае
если предприятие находится в жилой зоне, то в неравенства (3.3) и (3.4)
подставляют сmax, рассчитанное по формуле (3.42).
Возможно решение обратной задачи: рассчитать разрешенное значение выброса ПДВ при выполнении условия (3.3). Положим, что
сmax  ПДК  сф и подставив в формулу (3.42) это значение, получим
ПДК  сф 
AMFm n
.
H 2 3 V1  T
(3.43)
При выполнении условия НДС = М, получим выражения для расчета величины НДС:
 ПДК  с  H
M  ПДВ 
ф
2 3
A Fm n
104
V1  T
.
(3.44)
Задания
1. В помещении длиной А, шириной В и высотой Н разбился медицинский ртутный термометр. Вся ртуть испарилась. Вес испарившейся
ртути М. ПДКHg = 0,0003 мг/м3. Можно ли находиться в этом помещении с образовавшимися парами ртути? Какой объем должно иметь помещение, чтобы в нем можно было находиться при таком общем количестве ртути в воздухе? Данные для расчета приведены в таблице:
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
А, м
В, м
Н, м
М, г
6
8
6
10
12
9
7
11
12
7
3
6
4
8
8
5
6
7
7
5
3,0
3,0
3,2
3,2
3,2
3,2
3,5
3,5
3,8
3,8
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
2. В помещении длиной А, шириной В и высотой Н разбили люминесцентную лампу. В воздух попали пары ртутьсодержащего соединения с массой по металлической ртути М. ПДКHg = 0,0003 мг/м3. Можно
ли находиться в данном помещении? Какой объем должно иметь помещение, чтобы в нем можно было находиться при таком общем количестве ртути в воздухе? Данные для расчета приведены в таблице:
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
А, м
В, м
Н, м
М, мг
6
8
6
10
12
9
7
11
12
7
3
6
4
8
8
5
6
7
7
5
3,0
3,0
3,2
3,2
3,2
3,2
3,5
3,5
3,8
3,8
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
105
3. Рассчитайте величину выбросов оксида углерода, углеводородов
и оксидов азота двух единиц автотранспорта А и В. Определите суммарный выброс каждой из единиц автотранспорта. Сравните выбросы отдельных загрязняющих веществ и суммарные выбросы для двух единиц
автотранспорта А и В. Данные для расчета приведены в таблице:
№
варианта
1
2
3
4
Тип авто А
автобус
л/а
инд.
бензин
л/а
инд.
груз.
5
л/а
инд.
бензин
Тип
дизель
бензин дизель
двигателя А
Пробег
80
180
50
250
190
А,тыс. км
Год
2000 1997
1996
1998 1999
выпуска А
автол/а
л/а
Тип авто Б
груз. груз.
бус
служ. служ.
Тип
бенбенбензин
бензин бензин
двигателя Б
зин
зин
Пробег Б
80
180
50
250
190
Год
2000 1997
1996
1998 1999
выпуска Б
№
варианта
9
Тип авто А
груз.
Тип
бензин
двигателя А
Пробег
200
А, тыс. км
Год
2000
выпуска А
10
л/а
инд.
бензин
11
12
груз.
груз.
дизель бензин
6
7
8
груз.
груз.
груз.
дизель бензин дизель
320
260
320
1998
2000
1998
автобус
автобус
груз.
дизель бензин дизель
320
260
320
1998
2000
2000
13
14
15
16
л/а
инд.
бензин
л/а
инд.
груз.
бензин дизель
л/а
инд.
бензин
220
420
360
240
150
350
390
1998
2000
1997
1998
1999
1999
1998
автобус
360
л/а
служ.
240
л/а
служ.
150
груз.
груз.
350
390
1997
1998
1999
1999
1998
Тип авто Б
груз.
груз.
Пробег Б
Год
выпуска Б
200
220
автобус
420
2000
2000
2000
Примечание: л/а инд. – легковой автомобиль индивидуального пользования;
л/а служ. – легковой автомобиль служебного пользования; дизель – дизельный двигатель; бензин – бензиновый двигатель; груз. – грузовой автомобиль
106
4. Загорелся бак с бензином ёмкостью 5000 м3. Пожар был потушен. Определите массу выброшенного в атмосферу:
а) диоксида серы (SO2);
б) сероводорода (H2S);
в) диоксида азота (NO2);
г) бензапирена;
д) сажи;
е) оксида (CO) и диоксида углерода (CO2);
ж) углеводородов.
Данные для расчета приведены в таблице:
№ варианта
Мс, т
1
30
2
45
3
50
4
40
5
35
5. В результате образования свища на продуктопроводе по данным
учета владельца, было утеряно М п бензина. Определите массу поглощенного почвой бензина и массу сгоревшего бензина. Рассчитате массу
выбросов в атмосферу:
а) диоксида серы (SO2);
б) сероводорода (H2S);
в) диоксида азота (NO2);
г) бензапирена;
д) сажи;
е) оксида (CO) и диоксида углерода (CO2);
ж) углеводородов.
Данные для расчета приведены в таблице:
№ варианта
M п, т
F, м2
H, м
С, г/кг
1
650
500
0,3
42
2
700
550
0,4
40
3
770
600
0,45
43
4
610
480
0,25
41
5
450
340
0,25
42
6. Загорелся мазут. Определите массу сгоревшего мазута. Определить массу выброшенного в атмосферу:
в) диоксида серы (SO2);
г) сероводорода (H2S);
д) диоксида азота (NO2);
е) бензапирена;
ж) сажи;
107
з) оксида (CO) и диоксида углерода (CO2);
и) углеводородов.
Площадь пожара, плотность мазута, продолжительность пожара,
скорость ветра во время пожара приведены в таблице:
№ варианта
S, м2
ρ, кг/м3
t, мин
W, м/с
1
75
890
13
3
2
90
920
17
4
3
100
1000
20
4
4
80
900
15
3
5
95
950
25
4
7. При сжигании углеводородного топлива в котельной за год выбрасывается пять загрязняющих веществ: SO2, CO, NO, NO2 и золы. Котельная работает без аварий в течение отопительного сезона и расположена в жилой зоне. Рассчитайте максимально допустимую концентрацию
загрязняющих веществ вблизи устья трубы См. Сделайте вывод о соответствии качества воздуха нормативам и о возможности установления
нормативов допустимых выбросов в атмосферу. Укажите мероприятия,
которые позволят достигнуть нормативов ПДВ.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 3.8:
Таблица 3.8
Вредные примеси Химич. Коэффициенты
в воздухе
формула
F
m
n
Пыль, зола
–
3
1
1
Окись углерода
СО
1
1
1
Окись азота
NO
1
1
1
Сернистый
1
1
1
SO2
ангидрид
Двуокись азота
NO2
1
1
1
Разовая доза ПДК,
мг/м3
Максим. Ср./сут.
0,05
0,02
5
3
0,4
0,06
ЛПВ
3
3
3
0,5
0,05
3
0,085
0,04
3
Фоновые концентрации загрязнителей СФ приведены в таблице:
№
варианта
Высота
трубы Н, м
Объем
газовоздушной
смеси, Q, м3/с
Фоновая концентрация загрязнителей
СФ, мг/м3
ΔТ, °С
1
2
30
25
90
100
300
480
Пыль, Оксид Оксид Диоксид Диоксид
зола углерода азота
серы
азота
0,007
0,010
108
0,50
0,55
0,017
0,015
0,003
0,004
0,0020
0,0019
№
варианта
Высота
трубы Н, м
Объем
газовоздушной
смеси, Q, м3/с
Фоновая концентрация загрязнителей
СФ, мг/м3
ΔТ, °С
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
46
57
15
35
20
16
18
32
12
21
14
22
16
23
19
14
16
46
60
75
2,0
120
80
3
4
100
2,5
14
3
9,3
5,5
6
7
4
4,8
67,5
450
360
256
400
600
243
250
270
291,6
196
333
294
242
288
392
432
360
400
Пыль, Оксид Оксид Диоксид Диоксид
зола углерода азота
серы
азота
0,003
0,005
0,007
0,008
0,010
0,003
0,005
0,007
0,008
0,010
0,003
0,005
0,007
0,008
0,003
0,005
0,007
0,008
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
1,20
1,25
1,30
1,35
1,40
1,50
0,013
0,012
0,010
0,008
0,007
0,005
0,003
0,002
0,017
0,015
0,013
0,012
0,010
0,008
0,007
0,005
0,003
0,002
0,004
0,004
0,005
0,005
0,005
0,006
0,006
0,006
0,007
0,007
0,007
0,008
0,008
0,008
0,009
0,009
0,009
0,010
0,0019
0,0018
0,0017
0,0017
0,0015
0,0014
0,0013
0,0011
0,0010
0,0009
0,0009
0,0008
0,0007
0,0007
0,0006
0,0005
0,0005
0,0004
Фактические выбросы загрязняющих веществ М приведены в таблице:
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Фактические выбросы загрязняющих веществ М, г/с
Пыль,
Оксид
Оксид
Диоксид
Диоксид
зола
углерода
азота
серы
азота
0,83
5,5
0,67
0,60
0,57
0,60
4,8
0,43
0,37
0,33
0,40
4,2
0,23
0,17
0,13
0,87
5,6
0,70
0,63
0,60
0,47
4,4
0,30
0,23
0,20
0,30
3,9
0,13
0,07
0,03
0,43
4,3
0,27
0,20
0,17
0,90
5,7
0,73
0,67
0,63
0,37
4,1
0,20
0,13
0,10
0,50
4,5
0,33
0,27
0,23
0,80
5,4
0,63
0,57
0,53
109
№
варианта
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Фактические выбросы загрязняющих веществ М, г/с
Пыль,
Оксид
Оксид
Диоксид
Диоксид
зола
углерода
азота
серы
азота
0,57
4,7
0,40
0,33
0,30
0,53
4,6
0,37
0,30
0,27
0,93
5,8
0,77
0,70
0,67
0,97
5,9
0,80
0,73
0,70
1,00
6,0
0,83
0,77
0,73
1,03
6,1
0,87
0,80
0,77
1,07
6,2
0,90
0,83
0,80
1,10
6,3
0,93
0,87
0,83
1,13
6,4
0,97
0,90
0,87
8. Определите валовый и максимально разовый выбросы загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу.
Исходные данные приведены в табл. 3.9.
Таблица 3.9
Исходные
данные
Вид топлива
B, г/с
Количество
одновременно работающих котлов,
шт.
Tух, ºC
ξух
qун, %
qмех, %
qхим, %
αун
ηоч
ηSO x
ηSO x
β1
β2
β3
ε1
1
Экибазстуский
уголь
850
Вариант контрольного задания
2
3
4
5
6
Донец- ПриПопут- Бурый
кий родный
Торф
ный газ уголь
уголь
газ
500
600
560
300
460
7
Мазут
250
1
3
2
5
1
4
3
150
1,75
1
0,8
5
0,85
0,8
0,02
0
1
1
1,4
0,005
180
1,5
0,9
0,7
3
0,9
0,85
0,05
0,1
1
0,85
1,4
0,01
160
1,8
0
0,15
0,5
1
0
0
0
0,8
1
1
0,03
175
1,6
0
1,5
0,5
1
0
0
0
0,9
1
1
0,015
200
1,2
1,2
0,5
4
0,95
0,9
0,5
0,2
1
0,85
1
1
150
1,9
1,5
1
2
0,85
0,85
0,15
0,15
1
1
1
0,009
195
1,7
0,02
0,15
0,5
0,01
0,9
0,02
0,1
0,9
1
1
0,02
110
Окончание табл. 3.9
Исходные
данные
ε2
r, %
R
ψ, кг/т
условного
топлива
1
0,65
0
1,0
Вариант контрольного задания
2
3
4
5
6
1
0,7
1
0,8
0,73
0
30
15
0
0
1,0
0,5
0,5
1,0
1,0
7
0,6
10
0,65
6,5
4,4
1,75
3,25
2,0
5,3
3,5
9. На машиностроительном заводе работает цех механической обработки корпусов, который имеет токарный и сверлильный участок.
Исходные данные приведены в табл. 3.10:
Таблица 3.10
Участок
Обрабатываемый металл
Среднее время
обработки металла на одном
станке:
Дней в год
Часов в день
Тип станков
Мощность
двигателя, кВт
Максимальное
число станков,
работающих
одновременно,
шт
Токарный
Сверлильный
Чугун
280
7,5
Токарные
одношпиндельные автоматические
Токарные
многорезцовые полуавтоматические
5,5
15
Карусельные Вертикальные
фрезерные
сверлильные
8
5
Все станки работают одновременно
Вентиляционный воздух с токарного участка удаляется в атмосферу через очистные сооружения, эффективность которых составляет
90 %. Вентиляционный воздух со сверлильного участка поступает в атмосферу без очистки.
В цехе ведется ручная дуговая сварка стальных изделий штучными
электродами К-5А. Расход электродов составляет 4 кг за смену. Среднее
111
время работы сварочного поста за смену 3 часа, за год 840. Исходные
данные приведены в табл. 3.11 и 3.12.
Таблица 3.11
Величины удельного выделения пыли
для каждого из установленных типов станков
Тип станка
Мощность,
кВт
Удельное
выделение
пыли, г/с
Удельное
выделение аэрозоля
СОЖ, г/с
5,5
1,8110–3
1,5610–5
15
9,710–3
2,510–5
8
5
4,210–3
2,210–3
7,810–4
5,610–5
Токарные одношпиндельные автоматические
Токарные многорезцовые
полуавтоматические
Карусельные фрезерные
Вертикальные сверлильные
Таблица 3.12
Величины удельного выделения ЗВ (г/кг расходуемых электродов)
при ручной дуговой сварке штучными электродами заданной марки
Марка
электрода
К-5А
1.
2.
3.
Марганец
и его соединения
1,11
FeOx
18,54
Фториды,
в пересчете на F
4,45
HF
0,5
Оценить валовый и максимальный разовый выброс загрязняющих
веществ с учетом очистки.
Для цеха механической обработки материалов рассчитать как и
насколько изменится выделение аэрозолей, а также какое количество загрязняющих веществ будет выделяться дополнительно при
применении СОЖ на всех станках.
Предложить методы очистки выбросов.
3.2.2. Защита гидросферы
Основные термины и понятия
Гидросфера – водная оболочка Земли; совокупность океанов, морей, озер, прудов, рек, болот, подземных вод и т. д.
Загрязнение вод – изменение физических и органолептических
свойств, увеличение содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращение растворенного в воде кислорода, появление радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий
и других загрязнителей.
112
Флотация – физико-химический метод очистки воды, заключающийся в обволакивании частиц примесей (маслопродуктов, мелкодисперсных взвесей) мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную
воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены. В случае
электрофлотации пузырьки газа образуются в результате электролиза
воды при пропускании электрического тока (водород, кислород).
Коагуляция – физико-химический процесс укрупнения мельчайших
коллоидных и дисперсных частиц под действием сил молекулярного
притяжения.
Реагентный метод – метод обработки сточных вод химическими
веществами – реагентами, которые, вступая в химическую реакцию
с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные соединения или нерастворимые осадки.
Нейтрализация – разновидность реагентного метода, предназначена для снижения концентрации свободных Н+ или ОН–-ионов до установленных значений, соответствующих рН = 6,5–8,5.
Экстракция – физико-химический метод очистки воды, основанный на перераспределении примесей сточных вод в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей (сточной воды и органической жидкости).
Ионообменный метод очистки заключается в пропускании сточной
воды через ионообменные смолы, которые содержат подвижные и способные к обмену ионы – катионы (чаще Н+) или анионы (чаще ОН–).
При прохождении сточной воды через смолы подвижные ионы смолы
заменяются на ионы токсичных примесей соответствующего знака.
Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические
и некоторые неорганические соединения (H2S, NH3, нитриты и др.) в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности. При
этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Водные ресурсы, роль воды на Земле.
Показатели качества воды.
Основные источники загрязнения воды.
Основные загрязнители воды.
Экозащитные мероприятия.
Способы очистки сточных вод.
Расчет необходимой степени очистки сточных вод
При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды в
расчетном створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны
113
удовлетворять нормативным требованиям. В качестве норматива используют ПДК.
Все вредные вещества, для которых определены ПДК, подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ). Принадлежность
веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия
этих веществ на водный объект.
Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурнобытового водопользования используют три вида ЛПВ: санитарнотоксикологический, общесанитарный и органолептический.
При сбросе сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода
водного объекта удовлетворяла санитарным требованиям в соответствии с неравенством
m
Ci
 ПДК
i 1
 1,
(3.45)
i
где Сi – концентрация i-х загрязняющих веществ в водоеме, относящихся к одному и тому же ЛВП; ПДКi – предельно допустимая концентрация i-го вещества; m – количество загрязняющих веществ с одинаковым ЛВП.
Концентрация растворенного i-го загрязнителя в очищенных сточных водах должна удовлетворять условию
Cоч.i  n  Ci  Cф.i   Cф.i ,
(3.46)
где Cоч.i – концентрации i-го загрязнителя в очищенных сточных водах;
Cф.i – фоновая концентрация i-го загрязнителя в водоеме до сброса; n –
кратность разбавления сточных вод;
Степень очистки сточных вод определяется по уравнению
Эi 
Cис.i  Cоч.i
100% .
Сис.i
(3.47)
где Cис.i – исходная концентрация i-го загрязнителя в сточных водах до
очистки.
Выразим концентрацию i-го вещества в очищенной воде из уравнения (3.47):
Э 

Cоч.i  Cис.i 1  i  .
 100 
(3.48)
Приравнивая правые части уравнений (3.46) и (3.48) и выразив
концентрацию Сi, получим соотношение для определения максимально
114
допустимой концентрации в водоеме с учетом степени разбавления
и эффективности очистки:
1
Э 
n 1
Ci  1  i  Cис.i 
Cф.i .
n  100 
n
(3.49)
Подставив (3.49) в (3.45) и выразив эффективность Эi, получим
уравнение для расчета необходимой степени очистки сточных вод:

n  1 m Cф.i
 1  n  ПДК
i 1
i
Эi  1 
m
1
Cис.i



n i 1 ПДК i



100 .



(3.50)
Задания
1. Определите необходимую степень очистки производственных
сточных вод от вредных веществ, если в сточных водах содержатся следующие загрязнители:
Cис.Ni = 1,15 мг/л, Cис.Mo = 1,1 мг/л, Cис.As = 0,6 мг/л.
Кратность разбавления сточных вод n = 65.
Вода до места сброса характеризуется следующими показателями:
Cф.Ni = 0,003 мг/л, Cф.Mo = 0,15 мг/л, Cф.As = 0,002 мг/л.
ПДК указанных веществ:
ПДК Ni = 1.1 мг/л, ПДК Mo = 0,5 мг/л, ПДК As = 0,06 мг/л.
2. На заводе сточные воды, содержащие Сис.Ni = 1,35 мг/л,
Сис.Mo = 1,1 мг/л, Сис.As = 0,7 мг/л, пропускают через очистные сооружения, достигается 60 % степени очистки. После очистки сточные воды
сбрасывают в водоем. Кратность разбавления n = 65. Фоновые концентрации в воде этих веществ Сф.Ni = 0,001 мг/л, Сф.Mo = 0,2 мг/л,
Сф.As = 0,002 мг/л. Предельно допустимые концентрации ПДКNi =
= 0,1 мг/л, ПДКMo = 0,5 мг/л, ПДКAs = 0,05 мг/л. Определить, соответствует ли санитарным нормам вода в водоеме после сброса очищенных
сточных вод.
3. Сточные воды механического цеха машиностроительного завода
сбрасывают в водоем хозяйственно-питьевого и культурно-бытового
водопользования. Степень очистки сточных вод 30 %. Кратность разбавления n = 60. Состав сточных вод, фоновые и исходные концентрации приведены в табл. 3.13:
115
Таблица 3.13
Загрязняющее вещество
Минеральные масла
Аммиак
Хлориды
Натрий
ПДК, мг/м3
0,1
1,5 (по азоту)
350
200
3
3
Группа ЛПВ Cф.i , мг/м Cис.i , мг/м
орг.
орг.
орг.
с.-т.
0,003
0,01
0,1
0,8
30
3
400
300
Определить, соответствует ли санитарным нормам вода в водоеме
после сброса очищенных сточных вод. Если не соответствует, определить необходимую степень очистки. Предложить способы очистки
сточных вод.
3.2.3. Защита литосферы
Основные термины и понятия
Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли в пределах 50–200 м.
Эрозия почвы – разрушение и снос верхних, наиболее плодородных
горизонтов и подстилающих пород ветром (дефляция) или потоками воды.
Пестициды – химические средства борьбы с вредоносными или
нежелательными микроорганизмами, растениями и животными.
Гербициды – ядохимикаты, используемые для борьбы с сорняками.
Инсектициды – ядохимикаты, используемые против насекомых.
Фунгициды – ядохимикаты, используемые против грибковых заболеваний.
Зооциды – ядохимикаты, используемые против грызунов.
Засоление – повышение содержания в почве легкорастворимых солей, обусловленное привносом их грунтовыми и поверхностными водами (засоление первичное) или вызванное нерациональным орошением
(засоление вторичное).
Заболачивание – почвообразовательный процесс, приводящий к избыточному увлажнению почвы. Начинается с изменения водновоздушного режима, накопления влаги и возникновения анаэробных
условий в почве.
Опустынивание – процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню.
Рекультивация – комплекс работ, проводимых с целью восстановления нарушенных территорий (при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, в процессе строительства и др.) и приведения земельных участков в безопасное состояние.
116
Опасные отходы – отходы, содержащие в своем составе вещества,
обладающие хотя бы одним из опасных свойств (токсичность, инфекционность, взрывоопасность, пожароопасность, высокая реакционная способность) и присутствующие в таком количестве и в таком виде, что
представляют непосредственную опасность (как самостоятельно, так и
при вступлении в контакт с другими веществами) для здоровья людей
или сохранения окружающей среды.
Утилизация представляет собой переработку отходов, имеющую
целью использование полезных свойств отходов или их компонентов.
LD50 – средняя смертельная доза компонента в миллиграммах действующего вещества на 1 кг живого веса, вызывающая гибель 50 %
подопытных животных при однократном пероральном введении в унифицированных условиях, мг/кг.
кожн
LD50
– средняя смертельная доза компонента в миллиграммах
действующего вещества на 1 кг живого веса, вызывающая гибель 50 %
подопытных животных при однократном нанесении на кожу в унифицированных условиях, мг/кг.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Причины нарушения верхних слоев земной коры.
Основные методы защиты литосферы.
Рекультивация.
Классификация твердых отходов.
Переработка и утилизация твердых отходов.
Вторичное использование материалов.
Определение класса опасности отходов
Класс опасности отходов определяется инструментальным и расчетным методами. Метод инструментального измерения заключается
в определении показателей экотоксичности отхода и водномиграционного показателя. Если в составе отхода присутствуют органические или
биогенные вещества, проводят тест на устойчивость к биодеградации
для определения возможности отнесения отхода к классу меньшей
опасности. В табл. 3.14 приведены критерии отнесения опасных отходов к классам опасности.
Показатель опасности компонента отхода Кi – рассчитывается пo
формуле
Ki = Ci/Wi,
(3.51)
где Сi – концентрация i-гo компонента в отходе, мг/кг отхода; Wi – коэффициент экологической опасности i-го компонента отхода.
117
Таблица 3.14
Критерии отнесения опасных отходов к классам опасности
для окружающей среды
Уровень потери Класс опасности
экологического
отходов
качества
для окружающей
окружающей среды
среды
Состояние окружающей среды при
воздействии на нее отходов
1. Биопродуктивность природной среды нулевая
2. Природные сферы необратимо
нарушены, восстановление природной
среды практически невозможно –
«абиотическая пустыня»
1. Невозможно существование естественных биоценозов; искусственные
биоценозы могут существовать только при постоянном их поддержании.
2. Природные сферы сильно нарушены; самовосстановление природной
среды невозможно
1. Природные биоценозы сильно
угнетены.
2. Природная среда не способна к самовосстановлению при данных деградационных нагрузках
1. Заметное угнетение биоценозов.
2. Наличие обратимых нарушений
природных сфер
1. Отсутствие угнетения естественных
и антропогенных биоценозов.
2. Отсутствие нарушений природной
среды
Чрезвычайно
высокий
I Класс,
высоко опасные
Высокий
II Класс,
опасные
Средний
III Класс,
умеренно
опасные
Низкий
IV Класс,
мало опасные
Условно нулевой
V Класс,
практически
не опасные
Показатель экологической опасности отхода К определяется как
сумма показателей опасности отдельных компонентов:
n
K   Ki ,
(3.52)
i 1
где n – количество отдельных компонентов в отходах.
Отнесение отхода к классу опасности расчетным методом по показателю экологической опасности отхода осуществляется в соответствии
с табл. 3.15.
118
Таблица 3.15
Определение класса опасности отхода
Показатель экологической
опасности отхода
Класс опасности отхода
104 < K  106
103 < K  104
102 < K  103
10 < K  102
K < 10
I
II
III
IV
V
Коэффициент Wi рассчитывается по одной из следующих формул:
lgWi = 4 – 4/Zi, при 1 < Zi < 2;
(3.53)
lgWi = Zi, при 2 < Zi < 4;
(3.54)
lgWi = 2 + 4/(6 – Zi), при 4 < Zi < 5,
(3.55)
где
Zi = 4Хi/3 – 1/3.
(3.56)
Относительный параметр экологической опасности компонента отхода (Хi) рассчитывают по установленным уровням технологической
опасности компонентов делением суммы баллов по всем параметрам на
количество этих параметров:
сумма баллов
.
(3.57)
Xi 
число параметров опасности
Пример
Фермерское хозяйство дает 1 кг отходов, состоящих из смеси следующего состава: 200 г гербицида – препарат Трофи 90 (действующее вещество – 2-Хлор-Н-этоксиметил-6′-этил-ацет-о-толундид) и 400 г инсектецида
Инсегара (действующее вещество – 2-(4-феноксифенокси)этил-О-этилкарбамат), остальные компоненты представляют собой природные органические соединения (X = 4, W = 106). Определите класс опасности отхода.
Решение. По справочнику находим показатели опасности препаратов:
Препарат
Трофи 90
Класс опасности
Инсегар
Класс опасности
ПДКв, мг/м3
0,003
I
0,25
III
LD50, мг/кг
930
III
10000
IV
119
ПДКп, мг/м3
0,5
I
–
–
Рассчитываем относительный параметр экологической опасности
компонента отхода (Х) по уравнению (3.26):
для препарата Трофи 90 Х1 = 5/3 = 1,67;
для препарата Инсегар Х2 = 7/2 = 3.5.
По уравнению (3.25) определяем показатель Z для препарата Трофи 90:
Z1 = (4  1,67/3) – 1/3 = 1,894
и для препарата Инсегар:
Z2 = (4  3.5/3) – 1/3 = 4,333.
Рассчитываем коэффициент Wi.
Для препарата Трофи 90 (Z1 < 2) по уравнению (3.22):
lgW1 = 4 – 4/1,894 = 1,888.
Для препарата Инсегар (2 < Z2 < 4) по уравнению (3.23):
lgW2 = 2 +4/(6 – 4,333) = 2,400.
Отсюда W1 = 77,26, W2 = 250,91.
Концентрация рассчитывается как отношение массы компонента
отхода к общей массе отхода. Для Трофи 90:
С1 = 200000/1 = 200000 мг/кг.
Для Инсегар:
С2 = 400000/1 = 400000 мг/кг.
Определяем показатель экологической опасности отхода (K) по
уравнениям (3.20) и (3.21):
К = (200000/77,26) + (400000/250,91) = 4182,89.
По табл. 3.15 определяем, что отход относится к I классу опасности.
Задания
1. Отход производства красителей состоит из смеси порошков
n-бензохинона и α-нафтохинона в соотношении 1:2. Общая масса отхода 14 кг, из них 6 кг представляют собой практически неопасные вещества (Xi = 4, Wi = 106). Из справочных данных известны показатели
опасности ингредиентов:
Отход
n-бензохинон
Класс опасности
α-нафтохинон
Класс опасности
LD50, мг/кг
250
III
190
III
120
ПДКр.з, мг/м3
0.05
II
0.05
II
Определите класс опасности отхода.
2. Отход сельскохозяйственного предприятия состоит из смеси
гранул гербицидов диквата и параквата дихлорида в соотношении 1:3.
Общая масса отхода 25 кг. Из справочных данных известны показатели
опасности диквата:
Отход
Дикват
Класс опасности
LD50, мг/кг
79,8
II
LC50, мг/кг
38
I
ПДКр.з, мг/м3
0.2
II
и параквата:
Отход
LD50 мг/кг
LC50 мг/кг
кожн
, мг/кг
LD50
ПДКр.з мг/м3
30
4
4,5
0.05
II
I
I
II
Паракват
дихлорид
Класс опасности
3. Отход производства, состоящий на 93 % из глинозема (А12O3)
и кремнезема (SiO2), содержит 500 мг/кг меди и 300 мг/кг марганца.
Определите класс опасности отхода, используя данные таблицы:
Наименование
компонента
Кадмий
Марганец
Медь
Свинец
Xi
Zi
1,42
2,30
2,17
1,46
1,56
2,37
2,56
1,61
lgWi
Wi
Перечень рекомендуемой литературы к главе III: [1], [5], [10–14],
[18], [20–21], [23–24], [28–29], [31], [34], [35–36], [38].
Расчет количества образования отходов
при эксплуатации автотранспортных средств
При эксплуатации одной единицы автотранспорта образуется значительное количество отходов различных классов опасности (табл. 3.16).
Расчеты количества образования отходов от эксплуатации автотранспорта производятся в соответствии со следующими документами:
 Методика расчета объемов образования отходов. СПб., 2000.
 Сборник удельных показателей образования отходов производства и потребления. М., 1999.
121
 РД 3112199-1085-02. Временные нормы эксплуатационного
пробега шин автотранспортных средств и др.
Таблица 3.16
Перечень образующихся отходов при эксплуатации автотранспорта
Класс
опасности отхода
2-й класс
опасности
3-й класс
опасности
4-й класс
опасности
5-й класс
опасности
Наименование отхода
Отходы аккумуляторов свинцовых отработанных
неповрежденных, с неслитым электролитом
Кислота аккумуляторная серная отработанная
Масла автомобильные отработанные
Отходы аккумуляторов свинцовых отработанных,
не разобранных со слитым электролитом
Осадок от нейтрализации отработанной
аккумуляторной серной кислоты
Шины пневматические отработанные
Осадок от нейтрализации отработанной
аккумуляторной серной кислоты
Обтирочный материал, загрязненный маслами
(содержание масел менее 15 %)
Шлам от мойки автотранспорта
Лом алюминия несортированный
Лом черных металлов несортированный
Аккумуляторы свинцовые отработанные неповрежденные,
с неслитым электролитом
Отработанные аккумуляторы и аккумуляторные батареи могут сдаваться на переработку в сборе или в разобранном состоянии. Если аккумуляторы разбираются, то образуются следующие виды отходов: лом
цветных металлов, осадок от нейтрализации электролита, отработанный
электролит.
В настоящее время появились предприятия, принимающие на переработку отработанные аккумуляторные батареи с электролитом.
На легковых и грузовых автомобилях устанавливается по одному
аккумулятору, на специализированную технику – по 2 аккумулятора.
Вес образующихся отработанных аккумуляторов M, т/год, с электролитом рассчитывается по формуле
M  103  N i mi ,
(3.58)
где mi – вес одного аккумулятора i-й марки с электролитом, кг
(табл. 3.17); Ni – количество отработанных аккумуляторов i-й марки,
шт/год, рассчитывается по формуле
122
l
ni
i 1 Ti
N 
,
(3.59)
где ni – количество используемых аккумуляторов i-го типа, шт; Ti – эксплуатационный срок службы аккумуляторов i-й марки, год (табл. 3.17).
Суммирование проводится по всем маркам аккумуляторов.
Таблица 3.17
Исходные данные свинцовых аккумуляторов и аккумуляторных батарей
Тип аккумулятора
Масса аккумулятора
Эксплуатационный
с электролитом,
срок службы, Ti, год
mi, кг
Аккумуляторы и аккумуляторные батареи железнодорожные и тяговые
32ТН-450-У2
159,0
3
(состоит из 4ТН-450×8)
48ТН-450-У2
120,4
3
(состоит из 3ТН-450×16)
48ТН-350 (состоит из ТН-350×16)
92,0
3
48ТН-350-У2
92,0
3
48ТН-410-У2
65,0
3
Аккумуляторы и аккумуляторные батареи для мотоциклов и мотороллеров
3МТ-8
1,8
2
3МТР-10
2,9
1
3МТ-12
4,0
2
3МТ-14А
2,5
1,5
3МТ-8А
1,6
2
Аккумуляторы и аккумуляторные батареи стартерные
3СТ-70ПМС
18,2
2
3СТ-110
24,4
2
3СТ-215ЭМ
43,0
3
12АСА-150
160,0
2,5
12А-30
27,8
2
12А-50
27,8
2
6СТ-55А
16,5
1,5
6СТ-55
21,8
2
6СТ-60
25,0
1
6СТ-75
31,3
2
6СТ-78
35,6
2
6СТ-90
36,1
2
6СТ-90ЭМ
35,7
1,5
6СТ-132
51,2
2
6СТК-135МС
68,0
2
123
Окончание табл. 3.17
Масса аккумулятора
Эксплуатационный
Тип аккумулятора
с электролитом,
срок службы, Ti, год
mi, кг
6СТ-150М
73,0
2
6СТ-182ЭМ
70,7
2
6СТ-215
70,6
2
12СТ-70М
67,5
2
TITAN Euro Silver 110 Ач.
52,0
3
TITAN Euro Silver 61 Ач.
16,2
3
TITAN Asia Silver 47Ач
16,3
3
Аккумуляторы для легковых автомобилей зарубежного производства
Bosch S6 013 AGM/12V
26,4
3
Bosch S5 001 Silver Plus/12V
12,73
3
Bosch S5 0013 Silver Plus/12V
23,17
3
Bosch S4 004 Silver /12V
14,45
3
Bosch S4 028 Silver /12V
22,21
3
Bosch S3 006/12V
14,19
3
Bosch S3 0012/12V
21,07
3
Varta Asia Dynamic Е23
17,23
2
Varta Silver Dynamic D15
15,34
2
Varta Blue Dynamic G3
22,48
2
Varta Silver Dynamic F18
20,13
2
Westa Premium 92 Ач
23,9
3
Westa Premium 65 Ач
16,7
3
Westa standart 60 Ач
15,4
3
Vortex 60 Ач
15,4
2
Docker 60 Ач
15,2
2
Отработанные моторные и трансмиссионные масла
Расчет количества отработанного моторного и трансмиссионного
масла M, т/год, проводится через расход топлива по формуле
k
М  10 Hp  N i qi Li ni ,
4
(3.60)
i 1
где Ni – количество автотранспорта, шт.; qi – норма расхода топлива на
100 км пробега, л/100 км (табл. 3.18); Li – средний годовой пробег автомобиля i-й марки, тыс. км/год; ni – норма расхода масла на 100 л топлива, л/100 л; H – норма сбора отработанных нефтепродуктов, доли от 1;
Н = 0,12 – 0,15, р – плотность отработанного масла, кг/л, р = 0,9 кг/л; k –
количество видов автотранспорта.
124
Таблица 3.18
Линейные нормы расхода топлива на 100 км пробега
для автомобильного транспорта
Марка, модель
автотранспорта
Расход топлива
на шоссе, qi,
л/100 км
Расход топлива
в городе, qi,
л/100 км
Грузовые автомобили бортовые
УАЗ-451
15*
ГАЗ 51 Ж
33*
ГАЗ 52-07
30*
ГАЗ 53-07
37*
ЗИЛ 130
31*
ЗИЛ 138
42*
ЗИЛ 150
31*
ЗИЛ 164
31*
Урал 377
44*
МАЗ 200
32
35
МАЗ 4370
15
21
МАЗ 5432
24,1
32,6
МАЗ 6422
33,8
45
КамАЗ 5320
25
Грузовые автомобили бортовые повышенной проходимости
МАЗ 450
17*
ГАЗ 63
26*
ГАЗ 66
39*
ЗИЛ 151
40
46
ЗИЛ 131
29
15,5
Урал 375
61
48
КРАЗ 214
70
55
КРАЗ 255
35
40
КРАЗ 260
35
42,5
Татра III
33*
Специализированные грузовые автомобили
ГАЗ 93
23*
КАМАЗ 5510; 55102
34*
МАЗ 503; 510; 511; 512; 5549
28*
Татра 138
36,5*
Автобусы
УАЗ 450, 452
17
18
ПАЗ 3201; 3202; 3205; 3206
36*
ЗИЛ 158
40
46
125
Продолжение табл. 3.18
Марка, модель
автотранспорта
ЛАЗ 1414
ЛАЗ 4207
ЛАЗ 5207
Икарус 256
Икарус 280
МАЗ 103, 103Т
МАЗ 104, 104С
МАЗ 105, 105С
МАЗ 152
УАЗ 452 В
ГАЗ 3321
КАВЗ 4235
ЛиАЗ 5256
УАЗ 469
УАЗ 3151
УАЗ 3962
УАЗ 3163
Москвич 2142
ГАЗ 3110
ГАЗ 3111
ГАЗ 3102
ВАЗ 2121
ВАЗ 2108; 2109
ВАЗ 2113; 2114; 2115
ВАЗ 2170; 2171; 2172
Toyota Auris 1,3 МКП
Toyota Auris 1,6 МКП
Toyota Auris 1,6 АКП
Toyota Corolla 1,3 МКП
Toyota Corolla 1,6 МКП
Toyota Corolla 1,6 АКП
Toyota Camry 2,4 МКП
Toyota Camry 2,4 АКП
Toyota Camry 3,5 АКП
Toyota Avensis 1,8 МКП
Toyota Avensis 2,0 АКП
Toyota RAV4 2,0 МКП
Расход топлива
на шоссе, qi,
л/100 км
18*
18,5*
18,4
33*
44*
25*
25*
30
25
16
11,1*
17,1*
35*
Легковые
15,7*
10,4
16,5*
10,4
11,5
8,8*
11,2
8,5
10*
13
6,1
7,2*
5,1
5,4
5,9
7,3
8,9
9,3
6,7
7,8
7,4
5,4
5,7
6,3
126
Расход топлива
в городе, qi,
л/100 км
19,6
35
25
18
14
13,2
6,8
11,9
13
18
8,8
7,3
8,4
9,1
4,9
5,8
6,0
11,6
13,6
14,1
8,5
9,2
9,6
Продолжение табл. 3.18
Марка, модель
автотранспорта
Toyota RAV4 2,0 АКП
Toyota land Cruiser Prado 4,0 АКП
Chevrolet Lacetti Hatchback 1.6 AКП
Chevrolet Niva 1.7 MКП
Chevrolet Tahoe 5.3 AКП
Citroen C3 1.4 AMКП
Citroen C4 1.6 AКП
Infiniti FX50 АКП
Mitsubishi Lancer 1.8 MКП
Mitsubishi Lancer 2.0 MКП 4WD
Mitsubishi Outlander XL 2.0 4WD CVT
Mitsubishi Outlander XL 3.0 АКП
Lexus RX 350 АКП
Lexus LS 460 АКП
Lexus CT 200h 1.8 АКП
Nissan Murano 3.5 АКП
Nissan Almera Classic 1.6 MКП
Nissan Patrol 5.6 АКП
Nissan Qashqai 2.0 4WD MКП
Nissan X-Trail 2.0 D AКП
Ford Fiesta 1.6 3d MКП
Ford Focus 1.6 MКП
Ford Focus 1.8 MКП
Ford Focus Sedan 1.6 AКП
Ford Focus Sedan 2.0 MКП
Ford Fusion 1.4 MКП
Ford Fusion 1.6 AКП
Ford Mondeo 2.0 MКП
Ford Mondeo 2.0 SCTi 200 hp АКП
Ford S-MAX 2.0 TD MКП
Audi A1 1.4 TFSI MКП
Audi A3 1.8 TFSI AMКП
Audi A3 2.0 TFSI AMКП
Audi A5 1.8 TFSI MКП
Audi A6 2.0 TFSI CVT
Audi Q3 2.0 TFSI AMКП
Audi Q7 3.0 TFSI quattro AКП 333 Hp
Honda Accord 2.0 AКП
Расход топлива
на шоссе, qi,
л/100 км
6,5
8,6
6,1
8,8
4,5
5,5
9,6
6,1
6,9
7,0
8,0
8,4
9,0
3,7
8,6
5,3
11,0
6,7
6,3
4,7
5,5
5,6
6,0
5,4
5,2
6,1
6,0
6,0
5,2
4,4
5,2
5,7
4,8
5,4
6,4
8,5
6,0
127
Расход топлива
в городе, qi,
л/100 км
9,6
14,7
11,4
14,1
12,8
7,5
10,0
18,3
10,4
11,2
10,6
15,1
14,3
13,0
3,9
14,9
9,2
20,6
10,6
9,3
7,9
8,7
9,5
10,6
9,8
8,0
10,3
11,2
10,7
7,9
6,8
8,5
9,8
7,4
8,1
10,2
14,4
10,4
Продолжение табл. 3.18
Марка, модель
автотранспорта
Honda Accord Crosstour 3.5 AКП
Honda Civic 1.8 4D MКП
Honda Civic 4D 1.8 AКП
Honda CR-V 2.0 AКП
Honda Jazz 1.4 MКП
Renault Clio 3dr 1.6 AКП
Renault Koleos 2.0 dCi AКП 4x4
Renault Logan 1.6 MКП 84 Hp
Renault Logan 1.6 AКП
Renault Megane Hatchback 1.6 AКП
Renault Symbol 1.6 MКП
Kia Rio 1.4 MКП
Kia Rio 1.6 AКП
Kia Rio Hatchback AКП
Kia Sportage 2.0 ATКП 2WD
Kia Sportage 2.0 AT 4WD
Volkswagen Golf 1.6 AКП
Volkswagen Golf 1.4 AКП
Volkswagen Jetta 1.4 160 Hp МПК
Volkswagen Jetta 1.6 AКП
Volkswagen Passat 1.8 TSI DSG АКП
Daewoo Matiz 0.8 MКП
Daewoo Matiz 0.8 AКП
Daewoo Nexia 1.6 MКП
BMW 320d MКП
BMW 320d AКП
BMW 328i AКП
BMW 520d AКП
BMW 530i МКП
BMW 550i AКП
BMW X5 M 4.4 AКП
Mercedes C 200 CGI AКП
Mercedes C 250 CDI AКП
Mercedes E 200 CGI AКП
Mercedes E 500 АКП
Peugeot 207 1.4 MКП 5dr
Peugeot 207 1.6 MT 5dr
Peugeot 308 CC 1.6 THP AT
Расход топлива
на шоссе, qi,
л/100 км
9,4
5,5
5,1
6,7
4,8
6,1
7,9
5,8
6,7
5,8
5,6
4,9
5,2
5,6
6,4
6,8
5,5
5,0
5,5
5,4
5,6
6,3
6,1
8,5
3,8
3,9
5,2
4,5
6,6
7,5
11,0
5,3
4,3
6,3
8,2
5,0
5,6
5,8
128
Расход топлива
в городе, qi,
л/100 км
13,8
8,7
9,5
10,9
6,6
10,0
12,0
10,0
11,8
13,9
8,9
7,6
8,6
9,9
10,4
10,6
8,8
7,7
8,6
9,8
9,8
7,3
8,9
9,3
5,8
5,4
8,2
6,4
12,6
15,4
20,1
8,8
6,2
10,5
16,6
8,4
9,3
10,7
Окончание табл. 3.18
Марка, модель
автотранспорта
Peugeot 308 SW 1.6 AКП
Peugeot 4007 2.0 CVT 4x4
Subaru Forester 2.0X МКП
Subaru Forester 2.5XS
Subaru Impreza WRX STi Sedan MT
Subaru Legacy 2.0 MКП
Subaru Outback 2.5 CVT
Subaru Outback 3.0
Skoda Octavia 1.4 МКП
Skoda Octavia 1.6 AКП
Skoda Fabia 1.2 MКП
Skoda Fabia 1.6 MT
Skoda Fabia 1.6 АКП
Мазда 2
Мазда 3 Седан 1,6АКП
Мазда 3 Хэтчбек 1,6 АКП
Мазда 5
Мазда 6 Седан 1,8 МКП
Мазда 6 Хэтчбек 2,0 АКП
МАЗДА CХ-7 2,5 АКП
МАЗДА МХ-5 1,8 МКП
МАЗДА МХ-5 2,0АКП
Мазда ВТ 2,5 МКП
Расход топлива
на шоссе, qi,
л/100 км
5,5
6,6
7,0
7,7
8,4
6,7
6,7
7,4
5,6
6,1
4,9
5,5
6,1
4,2
5,8
6,0
–
4,9
5,5
7,5
5,5
6,1
8,0
Расход топлива
в городе, qi,
л/100 км
10,0
10,3
10,9
12,9
14,1
11,8
11,3
13,8
9,6
11,2
7,7
9,3
10,2
6,9
9,8
10,1
8,3
9,1
9,9
12,7
9,5
10,9
11,6
* Смешанный цикл расхода топлива
Норма расхода моторного масла для карбюраторного двигателя:
nмк = 2,4 л/100 л; норма расхода моторного масла для дизельного двигателя nмд = 3,2 л/100 л; норма расхода трансмиссионного масла для карбюраторного двигателя nтк = 0,3 л/100 л; норма расхода трансмиссионного масла для дизельного двигателя nтд = 0,4 л/100 л.
Расчет количества отработанного моторного и трансмиссионного
масла, т/год, от дорожной техники производится по формуле
l
М  103 kp 
i 1
N iViTi
,
Tнi
(3.61)
где Ni – количество автомобилей каждой марки, шт.; Vi – объем масла,
заливаемого в дорожную технику i-й марки при техническом обслужи129
вании, л. (табл. 3.19); Ti – среднегодовое время работы техники i-й марки, ч/год; Tнi – норма времени работы техники i-й марки до замены масла, час (берется в соответствии с инструкцией по эксплуатации автомобиля или по данным предприятия); k – коэффициент полноты слива
масла, k = 0,9; р – плотность отработанного масла, кг/л, р = 0,9 кг/л.
Таблица 3.19
Объемы автомобильных двигателей
Вид
Суммарный объем
Объемы системы
используемого
картеров системы
Марка, модель
смазки двигателя
топлива
трансмиссии
автотранспорта
(моторное
(Б – бензин,
(трансмиссионное
масло), Vi, л
Д – дизель)
масло), Vi, л
УАЗ-451; 452
Б
5,8
2,0
ГАЗ 52-07
Б
7,0
6,5
ГАЗ 53-07
Б
8,0
11,8
Урал 377
Б
9,0
13,48
МАЗ 5432
Д
31,0
24,0
МАЗ 6422
Д
31,0
39,0
КамАЗ 5320
Д
30,5
20,2
ГАЗ 66
Б
8,0
14,7
ЗИЛ 131
Б
10,5
23,6
КРАЗ 255
Д
29,0
47,05
КРАЗ 260
Д
29,0
49,25
КАМАЗ 5510; 55102
Д
26,0
27,2
МАЗ 503; 510;
Д
24,0
23,7
511; 512; 5549
ПАЗ 3201;
Б
8,0
20,9
3202; 3205; 3206
ЛАЗ 4207
Д
21,0
31,5
Икарус 256
Д
22,0
22,0
Икарус 280
Д
27,0
35,0
УАЗ 469
Б
5,8
5,25
УАЗ 3151; 3962
Б
5,8
3,25
ВАЗ 2121
Б
3,75
4,515
ВАЗ 2108; 2109
Б
3,5
3,3
Обтирочный материал, загрязненный маслами
(содержание масел менее 15 %)
Источником образования обтирочного материала является обслуживание автотранспорта.
130
Расчет количества образования обтирочного материала, загрязненного маслами при эксплуатации автотранспорта, производится на основании удельных показателей по формуле:
М  104 pL ,
(3.62)
где р – удельный показатель образования обтирочного материала, загрязненного маслами, кг на 10 тыс. км пробега (табл. 3.20); L – общий
годовой пробег, тыс. км.
Таблица 3.20
Удельные показатели образования отходов
при эксплуатации и обслуживании автотранспорта
№
п/п
Вид
проводимых
работ
1
Ежедневное
техническое
обслуживание
автомобилей
2
Очередное и
сезонное техническое обслуживание,
текущий ремонт автомобилей (ТО-1,
ТО-2, ТР)
Наименование
образующихся
отходов
Значения удельных
показателей образующихся
отходов (в расчете
на один автомобиль
соответствующей
классификации)
Сточные воды после мойки автомобилей:
8,0 м3
легковых
на 10 тыс. км пробега*
9,5 м3
грузовых
на 10 тыс. км пробега
7,5 м3
автобусов
на 10 тыс. км пробега
Отработанные моторные масла автомобилей:
0,56 л на 100 л
легковых
израсходованного топлива
грузовых, работающих на
0,71 л на 100 л
бензине и сжиженном газе израсходованного топлива
грузовых, работающих
0,77 л на 100 л
на дизельном топливе
израсходованного топлива
автобусов, работающих на
0,73 л на 100 л
бензине и сжиженном газе израсходованного топлива
автобусов, работающих
0,85 л на 100 л
на дизельном топливе
израсходованного топлива
внедорожных автомобилей-самосвалов и другой
1, 17 л на 100 л
подобной техники, рабоизрасходованного топлива
тающей на дизельном
топливе
131
Продолжение табл. 3.20
№
п/п
Вид
проводимых
работ
Наименование
образующихся
отходов
Значения удельных
показателей образующихся
отходов (в расчете
на один автомобиль
соответствующей
классификации)
Отработанные трансмиссионные масла автомобилей:
0,02 л на 100 л
легковых
израсходованного топлива
грузовых, работающих на
0,04 л на 100 л
бензине и сжиженном газе израсходованного топлива
грузовых, работающих
0,05 л на 100 л
на дизельном топливе
израсходованного топлива
автобусов, работающих на
0,03 л на 100 л
бензине и сжиженном газе израсходованного топлива
автобусов, работающих
0,06 л на 100 л израсходона дизельном топливе
ванного топлива
внедорожных автомобилей-самосвалов и другой
1, 17 л на 100 л
подобной техники, рабоизрасходованного топлива
тающей на дизельном
топливе
Отработанные специальные масла (гидравлические):
автомобилей,
с установленным
на них рабочим оборудо0,1 л на 100 л
ванием с гидравлическим
израсходованного топлива
приводом и автобусов
работающих
на дизельном топливе
0,01–0,1 л на 100 л
автобусов, работающих
израсходованного топлива
на дизельном топливе
(в зависимости от марки
и сжиженном газе
автобуса)
внедорожных автомоби0,6 л на 100 л
лей-самосвалов и другой
израсходованного топлива
подобной техники
Замасленная обтирочная ветошь
от обслуживания автомобилей:
1,05 кг на 10 тыс. км
легковых
пробега*
132
Продолжение табл. 3.20
Значения удельных
показателей образующихся
Вид
Наименование
№
отходов (в расчете
проводимых
образующихся
п/п
на один автомобиль
работ
отходов
соответствующей
классификации)
2,18 кг на 10 тыс. км
грузовых
пробега
3,0 кг на 10 тыс. км
автобусов
пробега
Лом черных металлов, образующихся
при ремонте автомобилей (непригодные детали и узлы,
куски металла, металлическая стружка,
остатки сварочных электродов, проволоки и т. п.):
легковых
8,0 кг на 10 тыс. км пробега
20,2 кг на 10 тыс. км
грузовых
пробега
26,3 кг на 10 тыс. км
автобусов
пробега
Лом черных металлов
от замены агрегатов автомобилей:
22,5 кг на 10 тыс. км
легковых
пробега**
86,0 кг на 10 тыс. км
Ремонт детагрузовых
пробега
лей,
3 узлов и агрега62,0 кг на 10 тыс. км
автобусов
пробега
тов
автомобилей
Лом цветных металлов, образующихся
при ремонте автомобилей:
0,19 кг на 10 тыс. км
легковых
пробега
0,55 кг на 10 тыс. км
грузовых
пробега
0,77 кг на 10 тыс. км
автобусов
пробега
Лом цветных металлов от замены
агрегатов автомобилей:
3,5 кг на 10 тыс. км
легковых
пробега**
31,8 кг на 10 тыс. км
грузовых
пробега
133
Окончание табл. 3.20
Значения удельных
показателей образующихся
Вид
Наименование
№
отходов (в расчете
проводимых
образующихся
п/п
на один автомобиль
работ
отходов
соответствующей
классификации)
44,5 кг на 10 тыс. км
автобусов
пробега
Изношенные шины и автомобильные камеры
автомобилей:
3,7 кг на 10 тыс. км
легковых
пробега
19,1 кг на 10 тыс. км
грузовых
пробега
17,3 кг на 10 тыс. км
автобусов
пробега
ШиномонтажОтходы резинотехнических материалов,
ные, шинореобразующиеся при проведении вулканизационных
4 монтные
работ для автомобилей:
и вулканизацилегковых
0,1 кг на 10 тыс. км пробега
онные работы
грузовых
0,2 кг на 10 тыс. км пробега
автобусов
1,2 кг на 10 тыс. км пробега
Сточные воды от промывки аккумулятивных батарей
(деталей аккумуляторов) и используемого оборудования (посуды) автомобилей:
легковых
0,05 л на 10 тыс. км пробега
грузовых
0,42 л на 10 тыс. км пробега
автобусов
0,41 л на 10 тыс. км пробега
Шины пневматические отработанные
Расчет количества отработанных автомобильных шин M, т/год,
производится по формуле
М  10
4
k

i 1
N i ni mi Li
,
Lhi
(3.63)
где Ni – количество автомашин i-й марки, шт.; ni – количество автошин,
установленных на автомашине i-й марки, шт. (табл. 3.21); mi – вес одной
изношенной автошины, кг. (табл. 3.22, 3.23); Li – средний годовой пробег автомобиля i-й марки, тыс. км/год; Lhi – норма пробега подвижного
134
состава i-й марки до замены автошины, тыс. км; k – количество марок
автомобилей (табл. 3.24).
Таблица 3.21
Шины, используемые на автотранспортных средствах
Транспортное
средство
УАЗ-451
УАЗ 450, 452
УАЗ 452 В
УАЗ 469
УАЗ 3151
УАЗ 3962
УАЗ 3163
ГАЗ 3110
ГАЗ 3111
ГАЗ 3102
ГАЗ 3321
ГАЗ 51 Ж
ГАЗ 52-07
ГАЗ 53-07
ГАЗ 63
ГАЗ 66
ГАЗ 93
ЗИЛ 130
ЗИЛ 131
ЗИЛ 138
ЗИЛ 150
ЗИЛ 151
ЗИЛ 158
ЗИЛ 164
Урал 377
МАЗ 103, 103Т
МАЗ 104, 104С
МАЗ 105, 105С
МАЗ 152
МАЗ 200
МАЗ 4370
МАЗ 450
МАЗ 503; 510; 511; 512; 5549
Типоразмеры
8.40-15
8.40-15
8.40-15
215-380 (8.4-15)
215-380 (8.4-15)
215-380
225/75R16
195/65R15
205/65R15
215/60R15
205/70R11
175R16
7/50-20
220-508 (7.50-20)
240-508 (8.25-20)
10/00-18
320-457
7/50-20
260-508Р
12,00-20
260-508Р (9.00-20)
10.0-20
8.25-20
11.0-20
260-20
1100×400-533
11/70R22.5
11/70R22.5
11/70R22.5
295/80R22,5
11/70R22.5
235/75R17,5
235/75R17,5
300-508Р
135
Количество
устанавливаемых шин
на автомобиле
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
6
6
6
4
4
6
6
6
6
6
10
4
6
6
6
6
10
6
6
6
6
6
Продолжение табл. 3.21
Транспортное
средство
МАЗ 5432
МАЗ 6422
КамАЗ 5320
КАМАЗ 5510; 55102
Урал 375
КРАЗ 214
КРАЗ 255
КРАЗ 260
ПАЗ 3201; 3202; 3205; 3206
ПАЗ 4234
ЛАЗ 1414
ЛАЗ 4207
ЛАЗ 5207
Икарус 256
Икарус 280
КАВЗ 4238
КАВЗ 4235
ЛиАЗ 5256
Москвич 2142
ВАЗ 2121
ВАЗ 2108; 2109
ВАЗ 2113; 2114; 2115
ВАЗ 2113; 2115
ВАЗ 2170; 2171; 2172
Toyota Auris 1,3 МКП
Toyota Auris 1,6 МКП
Toyota Auris 1,6 АКП
Toyota Corolla 1,3 МКП
Toyota Corolla 1,6 МКП
Toyota Corolla 1,6 АКП
Toyota Camry 2,4 МКП
Toyota Camry 2,4 АКП
Toyota Camry 3,5 АКП
Toyota Avensis 1,8 МКП
Toyota Avensis 2,0 АКП
Типоразмеры
300-508Р
300-508Р
260-508Р
260-508Р
14.00-20
15.00-20
1300-530-533
1300-530-533
8,25R20″
245/70R 19.5″
8,25 R20″
245/70 R19,5″
260-508Р
10.00 R20
280-508П
280-508Р
10.00-20
11.00-20
225/70 R22,5
275/70 R22,5
275/70 R22,5
165-330 (6.45-13)
175-406 (6.95-16)
165/70R13
175/70 R13
165/70R13
185/65 R14
195/65 R15
205/55 R16
205/55 R16
195/65 R15
205/55 R16
205/55 R16
215/60 R16
215/60 R16
215/55 R17
205/60R16
215/60R17
136
Количество
устанавливаемых шин
на автомобиле
6
10
10
10
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Продолжение табл. 3.21
Транспортное
средство
Toyota RAV4 2,0 МКП
Toyota RAV4 2,0 АКП
Toyota land Cruiser
Prado 4,0 АКП
Chevrolet Lacetti
Hatchback 1.6 AКП
Chevrolet Niva 1.7 MКП
Chevrolet Tahoe 5.3 AКП
Citroen C3 1.4 AMКП
Citroen C4 1.6 AКП
Infiniti FX50 АКП
Mitsubishi Lancer 1.8 MКП
Mitsubishi Lancer 2.0
MКП 4WD
Mitsubishi Outlander XL 2.0
4WD CVT
Mitsubishi Outlander XL 3.0
АКП
Lexus RX 350 АКП
Lexus LS 460 АКП
Lexus CT 200h 1.8 АКП
Nissan Murano 3.5 АКП
Nissan Almera Classic 1.6
MКП
Nissan Patrol 5.6 АКП
Nissan Qashqai 2.0 4WD MКП
Nissan X-Trail 2.0 D AКП
Ford Fiesta 1.6 3d MКП
Ford Focus 1.6 MКП
Ford Focus 1.8 MКП
Ford Focus Sedan 1.6 AКП
Ford Focus Sedan 2.0 MКП
Ford Fusion 1.4 MКП
Ford Fusion 1.6 AКП
Ford Mondeo 2.0 MКП
Ford Mondeo 2.0
SCTi 200 hp АКП
Ford S-MAX 2.0 TD MКП
225/65 R17
225/65 R17
Количество
устанавливаемых шин
на автомобиле
4
4
265/60 R18
4
195/55 R15
4
205/75 R15
265/70R17
185/65 R15
205/55 R16
265/45 R21
205/60 R16
4
4
4
4
4
4
205/60 R16
4
225/55 R18
4
215/70 R16
4
235/55 R19
235/50 R18
195/65 R15
235/65 R18
4
4
4
4
175/70 R14
4
275/60 R20
215/65 R16
225/60 R17
195/50 R15
195/65 R15
195/65 R15
195/65 R15
195/65 R15
195/60 R15
195/60 R15
205/55 R16
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
205/55 R16
4
215/60 R16
4
Типоразмеры
137
Продолжение табл. 3.21
Транспортное
средство
Audi A1 1.4 TFSI MКП
Audi A3 1.8 TFSI AMКП
Audi A3 2.0 TFSI AMКП
Audi A5 1.8 TFSI MКП
Audi A6 2.0 TFSI CVT
Audi Q3 2.0 TFSI AMКП
Audi Q7 3.0 TFSI quattro
AКП 333 Hp
Honda Accord 2.0 AКП
Honda Accord
Crosstour 3.5 AКП
Honda Civic 1.8 4D MКП
Honda Civic 4D 1.8 AКП
Honda CR-V 2.0 AКП
Honda Jazz 1.4 MКП
Renault Clio 3dr 1.6 AКП
Renault Koleos 2.0 dCi
AКП 4x4
Renault Logan 1.6
MКП 84 Hp
Renault Logan 1.6 AКП
Renault Megane
Hatchback 1.6 AКП
Renault Symbol 1.6 MКП
Kia Rio 1.4 MКП
Kia Rio 1.6 AКП
Kia Rio Hatchback AКП
Kia Sportage 2.0 ATКП 2WD
Kia Sportage 2.0 AT 4WD
Volkswagen Golf 1.6 AКП
Volkswagen Golf 1.4 AКП
Volkswagen Jetta 1.4 160
Hp МПК
Volkswagen Jetta 1.6 AКП
Volkswagen Passat 1.8 TSI
DSG АКП
Daewoo Matiz 0.8 MКП
Daewoo Matiz 0.8 AКП
215/45 R16
245/45 R17
225/45 R17
225/50 R17
225/60 R16
235/55 R17
Количество
устанавливаемых шин
на автомобиле
4
4
4
4
4
4
235/60 R18
4
205/60 R16
4
225/60 R18
4
195/65 R15
205/55 R16
225/65 R17
175/65 R15
185/60 R15
4
4
4
4
4
225/60 R17
4
165/80 R14
4
165/80 R14
4
205/65 R15
4
175/65 R14
185/65 R15
185/65 R15
175/70 R14
225/60 R17
225/60 R17
195/65 R15
195/65 R15
4
4
4
4
4
4
4
4
205/55 R16
4
205/55 R16
4
215/55 R16
4
155/65 R13
155/65 R13
4
4
Типоразмеры
138
Продолжение табл. 3.21
Транспортное
средство
Daewoo Nexia 1.6 MКП
BMW 320d MКП
BMW 320d AКП
BMW 328i AКП
BMW 520d AКП
BMW 530i МКП
BMW 550i AКП
BMW X5 M 4.4 AКП
Mercedes C 200 CGI AКП
Mercedes C 250 CDI AКП
Mercedes E 200 CGI AКП
Mercedes E 500 АКП
Peugeot 207 1.4 MКП 5dr
Peugeot 207 1.6 MT 5dr
Peugeot 308 CC 1.6 THP AT
Peugeot 308 SW 1.6 AКП
Peugeot 4007 2.0 CVT 4x4
Subaru Forester 2.0X МКП
Subaru Forester 2.5XS
Subaru Impreza WRX STi
Sedan MT
Subaru Legacy 2.0 MКП
Subaru Outback 2.5 CVT
Subaru Outback 3.0
Skoda Octavia 1.4 МКП
Skoda Octavia 1.6 AКП
Skoda Fabia 1.2 MКП
Skoda Fabia 1.6 MT
Skoda Fabia 1.6 АКП
Мазда 2
Мазда 3 Седан 1,6АКП
Мазда 3 Хэтчбек 1,6 АКП
Мазда 5
Типоразмеры
185/60 R14
205/60 R16
205/60 R16
225/50 R17
225/55 R17
225/50 R17
245/45 R18
275/40 R20 – 315/35
R20
205/55 R16
205/55 R16
205/60 R16
245/45 R17
185/65 R15
185/65 R15
225/45 R17
205/55 R16
215/70 R16
215/65 R16
225/55 R17
Количество
устанавливаемых шин
на автомобиле
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
245/40 R18
4
215/50 R17
225/60 R17
215/55 R17
195/65 R15
195/65 R15
165/70 R14
185/60 R14
185/60 R14
175/65 4R1
185/55 R15
195/45 R16
195/65 R15
205/55 R16
205/55 R1 6
205/50 R17
4
4
4
4
4
4
4
4
139
4
4
4
4
Окончание табл. 3.21
Транспортное
средство
Типоразмеры
Количество
устанавливаемых шин
на автомобиле
205/55 R16
215/50 R17
225/45 R18
205/55 R1 6
215/50 R17
225/45 R18
215/70R17
P235/60 R18
P235/55 R19
205/50R16
205/45R17
205/45R17
235/75 R15
245/70 R16
Мазда 6 Седан 1,8 МКП
Мазда 6 Хэтчбек 2,0 АКП
МАЗДА CХ-7 2,5 АКП
МАЗДА МХ-5 1,8 МКП
МАЗДА МХ-5 2,0АКП
Мазда ВТ 2,5 МКП
4
4
4
4
4
4
Таблица 3.22
Масса изношенной шины
Типоразмеры
дюйм
мм
Масса изношенной шины, mi, кг
Легковые автомобили
155/80R13
165/80R13
175/70R13
5.00–16
5.20–13
5.60–15
5.90–13
6.00–13
6.15–13
6.40–13
6.40–15
6.45–13
6.50–16
6.70–15
6.95–13
6.95–16
7.00–14
130–330
145–380
155–13
165–13
180–406
170–380
175–13
175–16
140
6,5
6,5
6,0
6,3
5,0
7,6
7,0
6,9
5,7
7,0
8,9
6,4
15,2
10,0
6,8
8,4
12,7
Продолжение табл. 3.22
Типоразмеры
дюйм
7.00–15
7.35–14
мм
Масса изношенной шины, mi, кг
12,7
185–355
9,5
185/80R15
8,9
160–254
10,7
201–70R14
12,1
9.35–15
235–380
31,8
9.00–15
235–380
31,8
8.40–15
215–380
17
8.20–15
210–380
13,2
8.25–15
240–381
26
175/70R14
6,0
185/70R14
6,0
190/70R14
8,0
205/70R14
7,0
5.60–15
145–380
6,0
6.70–15
170–380
9
7.35–15
185–15
9
7.00–15
185–15
11
7/10×15
195/65R15
12
7.40×15
215/90–15С
15
175/8016
9
Грузовые автомобили, прицепы, полуприцепы, автобусы
36.00–51
720
33.00–51
1173
27.00–51
1712
27.00–33
760–838
590
27.00–49
1090
26–56A
1211
26.5–25
1770–670–365
355
24.00–49
882
21.00–28
250
21.00–33
420
18.00–25
500–636
252,6
18.00–24
500–610
175,8
18.00–32
289,5
16.00–20
114
16.00–24
430–610
118,4
15.00–20
115
141
Окончание табл. 3.22
Типоразмеры
дюйм
14.00–24
14.00–20
13.00–18
12.00–18
12.00–20
11.00–18
11.00–20
10.00–18
10.00–20
10.2–20
9.00–20
8.25–20
7.00–12
7.50–20
6.50–20
Масса изношенной шины, mi, кг
мм
370–610
370–508
340–457
320–457
320–508
300–457
300–508
86,5
85,1
56,1
51,6
65
47
59,4
44,2
49,6
38
42,1
36
13
27,2
16,7
280–508
290–508
260–508
240–508
220–508
180–508
6.00–13
6.00–9
4.00–8
155–30
7,8
6
4
80,6
107,3
77,4
220
83
162,5
1100×400–533
1300–530–533
1200×500–5508
1600–670–685
1220–400–533
1500–600–635
Таблица 3.23
Шины новых автомобилей
Типоразмер шин
155-13/6.15-13
165-13/6.45-13
Тип рисунка Масса камерной Масса бескамерной
шины, mi, кг
протектора
шины, mi, кг
Легковые автомобили
Д
7,7
7,7
У
З
8,1
Д
9,0
У
9,0
З
9,5
142
7,5
–
–
8,6
–
–
Окончание табл. 3.23
Типоразмер шин
Тип рисунка Масса камерной Масса бескамерной
шины, mi, кг
протектора
шины, mi, кг
5.90-13
Д
З
Д
З
ПП
6.40-13
Д
175-13/6.95-13
185-14/7.35-14
8.40-15
6.50-16
175-16/6.95-16
175/70R13
205/70R14
155/80R13
165/80R13
155/82R13
185/80R15
9,8
10,2
13,2
12,5
11,0
12,0
24,0
26,0
22,0
12,0
8,3
13,0
7,7
8,5
8,3
17,0
У
ПП
У
Д
Д
Д
Д
Д
Д
8,6
–
12,4
12,0
–
–
–
–
–
–
8,0
12,5
7,3
8,0
7,7
16,0
Грузовые автомобили, прицепы, полуприцепы, автобусы
220-508Р (7.50R-20)
У
39
220-508 (7.5-20)
У
39
У
48
240-508Р (8.25R-20)
ПП
50
У
52
240-508 (8.25-20)
Д
48
260-508Р (9.00R-20)
У
60
260-508 (9.00-20)
У,Д
60
280-508Р (10.00R-20)
Д
75
280-508 (10.00-20)
Д
67
У
83
300-508Р (11.00R-20)
Д
80
300-508 (11.00-20)
Д
75
У
90
320-508Р (12.00R-20)
Д
85
320-508 (12.00-20)
У, Д
90
143
Таблица 3.24
Нормы пробега автотранспорта
Марка автомобиля
Тип шин
Норма пробега,
Li, тыс. км.
Легковые автомобили отечественного и зарубежного производства
155-13/6,15-13
40
165-13/6,45-13
40
ВАЗ-2101, -2102,
165/70R13
45
-2103, -2104, -2105, -2106, -2107, 2108, -2109 и модификации
165/80R13
45
175/70R13
45
175-16/6,95-16
45
ВАЗ-2121 «Нива» и модификации
175/80R16
45
185/75R16
45
ГАЗ-24 и модификации
7,35-14
40
ГАЗ-3102, -31013, -31029, -3105,
205/70R14
50
-33029, -24 и модификации
ГАЗ-3110 и модификации
195/65R15
50
165/80R14
45
Москвич-2141 и модификации
185/65R14
50
185/65R15,
BMW различных модификаций
195/65R15,
50
205/60R14
195/70R14,
Chevrolet различных модификаций
185/70R14,
50
235/55R15
175/70R13,
Daewoo различных модификаций
45
185/65R14
175/70R13,
185/65R13,
185/65R14,
Ford различных модификаций
55
185/70R14,
185/75R14,
195/70R14
195/70R14,
Hyundai различных модификаций
195/75R14,
40
205/60R15
185/70R14,
205/65R14,
185/65R15,
Honda различных модификаций
50
195/60R15,
185/65R15,
205/65R15
144
Продолжение табл. 3.24
Марка автомобиля
Тип шин
Норма пробега,
Li, тыс. км.
165/70R13,
175/70R13,
195/75R14
185/70R14,
195/65R14,
Mercedes Benz
195/75R14,
различных модификаций
195/65R15,
205/60R15,
205/65R15
185/70R14,
195/70R14,
Opel различных модификаций
225/70R15,
225/75R16,
235/75R16
175/70R13,
Renault различных модификаций
195/65R14
165/70R13,
175/70R13,
Toyota различных модификаций
195/70R14,
185/80R14
165/70R13,
175/70R13,
Volkswagen различных модификаций
185/65R14,
185/70R14,
205/70R14
Грузовые автомобили отечественного производства
Автомобили семейства ГАЗ-3302
175R16C
«Газель», в т. ч. специальные
и специализированные на базе
175/80R16C
их шасси и модификации
185/75R16C
Автомобили семейства ГАЗ-2217
215/65R16
«Соболь» и модификации
225/60R16
225R16C
УАЗ-3741, -37419, -3962, -39629,
215/90R15
-3909, -39099, -2206, -22069, -3303,
-33039, -2746, -33036, -39094,
225/75R16
-39095, -3153, -31539, -3159
8,40-15
ГАЗ-52, в т. ч. специальные
7,50R20
и специализированные на базе
7,50-20
их шасси и модификации
Kia различных модификаций
145
45
50
60
55
50
55
75
75
70
60
60
65
65
65
50
90
80
Продолжение табл. 3.24
Марка автомобиля
Тип шин
Норма пробега,
Li, тыс. км.
75
ГАЗ-53А, ГАЗ-3307, -3309, в т. ч.
8,25-20
специальные и специализированные
8,25R20
85
на базе их шасси и модификации
ГАЗ-66, в т. ч. специальные и специ12,00R18
50
ализированные на базе их шасси
12,00-18
65
и модификации
ЗИЛ-130, -431410, -433100, в т. ч.
9,00-20
75
специальные и специализированные
9,00R20
80
на базе их шасси и модификации
ЗИЛ-131, -4334, в т. ч. специальные
и специализированные на базе их
12,00-20
75
шасси и модификации
ЗИЛ-133, в т. ч. специальные и спе9,00R20
70
циализированные на базе их шасси
9,00-20
70
и модификации
КамАЗ-5320, -53212-5, -54112, в т. ч.
специальные и специализированные
9,00R20
80
на базе их шасси и модификации
КамАЗ-55102, -5511 и модификации
9,00R20
80
(самосвалы)
КрАЗ-250 (автомобильные шасси
11,00R20
80
для установки специальных надстро12,00R20
80
ек, оборудования и кузовов)
КрАЗ-260, в т. ч. специальные и специализированные на базе их шасси
1300x530-533
85
и модификации
МАЗ-5433, -54331, -54323, -54328,
11,00R20
90
-54329, -54326, -54327, -543268-020,
-64221, -64229, -64224
12,00R20
85
(седельные тягачи)
1100x400-533
50
Урал-4420-01, -44202-10, -63614-01
(седельные тягачи)
1200x500-508
55
Урал-5557-10/31, -55571-30,
1200x500-508
55
-63615-01 (самосвалы)
Урал-IVECO-63291, -632920 (седель12,00R20
80
ные тягачи)
Автобусы и троллейбусы производства России и стран–членов СНГ
Автобусы семейства ГАЗ-221400,
175R16C
60
-3302, -3221, -2705, -3232 «Газель»
175/80R16C
60
и модификации
146
Окончание табл. 3.24
225/60R16
215/65R16
185/75R16
Норма пробега,
Li, тыс. км.
60
60
55
225/75R16C
55
8,25R20
8,25-20
225/75R16C
10,00-20
10,00R20
10,00R20
10,00R20
10,00R20
11/70R22,5
11/70R22,5
11R22,5
7,50-20
8,25-20
8,25R20
295/80R22,5
8,40-15C
215/90-15C
8,40-15C
11,00-20
11,00R20
10,00R20
11,00R20
10,00R20
90
80
60
80
80
75
70
80
60
60
65
80
80
100
85
50
50
50
75
80
75
80
80
Марка автомобиля
Тип шин
Автобусы семейства ГАЗ-2217
«Соболь» и модификации
ЗИЛ-3250, -3251 «Бычок»
и модификации
КАвЗ-3976, -39765, -3276, -3275
и модификации
КАвЗ-3244
ЛАЗ-695, -699 и модификации
ЛАЗ-4202
ЛАЗ-52523
ЛиАЗ-677 и модификации
ЛиАЗ-5256 и модификации
МАЗ-101, -103, -104
ПАЗ-3205, -3206 и модификации
ПАЗ-42231, -52691
УАЗ-452
УАЗ-2206, -22069
lkarus-260, -280 и модификации
Ikarus-250, -256 и модификации
Лом черного и цветного металла несортированный
Расчет количества образования лома черного металла и лома алюминия, т/год, при эксплуатации транспортных средств производится по
формуле
М  10
4
k
V L ,
i 1
i
i
(3.64)
где Vi – максимальная удельная норма образования лома черного (цветного) металла, кг/10 тыс. км (табл. 3.20); Li – общий фактический пробег, тыс. км/год.
147
Шлам от мойки автотранспорта
В процессе мойки количество водных ресурсов расходуется в зависимости от вида автотранспортного средства: легковые – 80–100 л; грузовые – 240–300 л.
Расчет нормативов образования шлама от мойки автотранспорта
производится по формуле
k
М  104  N i LhiСiVi ,
(3.65)
i 1
где Ni – количество автомашин i-й марки, шт.; Lhi – годовой пробег автотранспорта, тыс. км; С – концентрация шламов С = 2,09 г/л; V –
удельный показатель образования сточных вод после мойки автомобиля, м3/10 тыс. км пробега (табл. 3.20).
Количество воды, используемое для одной единицы автотранспорта Q, л, рассчитывается по формуле
Q  103 Li V .
(3.66)
Пример
На предприятии имеются следующие автотранспортные средства:
Средний годовой
Вид
Количество,
Вид
Марка
пробег автомобиля,
автотранспорта
ед.
топлива
аккумулятора
тыс. км/год
ГАЗ 3302
2
Бензин
60
6 СТ-215
Необходимо рассчитать количество отходов, образующихся при
эксплуатации и обслуживании автотранспорта.
1. Рассчитаем отходы аккумуляторов свинцовых отработанных неповрежденных, с неслитым электролитом.
На ГАЗ 3302 используется один аккумулятор марки 6 СТ-215.
Количество отработанных аккумуляторов находим по уравнению (3.59):
N = 2/2 = 1 шт/год.
Вес образующихся отработанных аккумуляторов марки 6 СТ-75
с электролитом рассчитываем по уравнению (3.58):
М = 170,6 · 10–3 = 0,071 т/год.
Следовательно, количество отходов аккумуляторов свинцовых отработанных неповрежденных, с неслитым электролитом составит
0,071 т/год.
148
2. Рассчитаем количество отработанных моторных и трансмиссионных масел.
Расчет количества отработанного моторного и трансмиссионного
масла проводится через расход топлива по уравнению (3.60):
Ммоторн. масла = 2 · 21,5 · 60 · 2,4 · 0,15 · 0,9 · 0,0001 = 0,084 т/год;
Мтрансмис. масла = 2 · 21,5 · 60 · 0,3 · 0,15 · 0,9 · 0,0001 = 0,01 т/год.
Общее количество отработанного масла находим суммированием
отработанного моторного и трансмиссионного масел:
М = Ммоторн. масла + Мтрансмис. масла = 0,084 + 0,01 = 0,094 т/год.
Таким образом, норматив образования масла автомобильного отработанного составит 0,094 т/год.
3. Рассчитаем отходы обтирочного материала, загрязнённого маслами.
Удельный показатель образования обтирочного материала, загрязненного маслами, равен 2,18 кг на 10 тыс. км пробега (табл. 3.20). Общий годовой пробег суммируется по всем автомобилям и составит
120 тыс. км.
Расчет нормативов образования обтирочного материала, загрязненного
маслами при эксплуатации автотранспорта, находим по уравнению (3.62):
М = 2,18 · 120 · 0,0001 = 0,026 т/год.
Норматив образования обтирочного материала, загрязненного маслами (содержание масел менее 15 %), составит 0,026 т/год.
4. Рассчитаем отходы шин пневматических отработанных.
На грузовой машине ГАЗ 3302 используются шины марки 185/75 в
количестве 5 шт.
Количество отработанных автомобильных шин находим по уравнению (3.63):
М = 2 · 5 · 8,9 · 60/60 · 0,0001 = 0,089 т/год.
Количество шин пневматических отработанных составит 0,089 т/год.
5. Рассчитаем образование отходов лома черного и цветного металла.
Количество образования лома черного металла составит по формуле (3.64):
Мчерн. Ме = 2 · (20,2+86) · 60 · 10–4 = 1,27 т/год.
Количество образования лома алюминия составит по формуле
(3.64):
Мцветн. Ме = 2 · (0,55+31,8) · 60 · 10–4 = 0,39 т/год.
Количество лома черного металла несортированного составит
1,27 т/год.
149
Количество лома алюминия несортированного составит 0,39 т/год.
6. Рассчитать количество шлама, образующегося от мойки автотранспорта.
Расчет нормативов образования шлама от мойки автотранспорта
производится по формуле (3.65):
М = 2 · 60 · 2,09 · 9,5 · 10–4 = 0,24 т/год.
Рассчитаем количество используемой воды по формуле (3.66):
Q = 2 · 60 · 2,09 · 103 = 114000 л.
Таким образом, при эксплуатации ГАЗ 3302 образуется 114 000 литров
сточных вод. Количество шлама от мойки автотранспорта составит
0,24 т/год.
Задание
На балансе предприятия числятся автотранспортные средства:
Средний
годовой
Количество
Номер
Вид
пробег
Марка
Вид
автомашин,
варианта автотранспорта
одного
аккумулятора топлива
шт.
автомобиля,
тыс. км/год
1
УАЗ-451
3
30
6СТК-135МС Бензин
Toyota Auris
Westa standart
2
2
50
Бензин
1,6 МКП
60 Ач
3
ГАЗ 3111
3
100
6СТ-55
Бензин
Audi A5 1.8
Varta Silver
4
1
90
Бензин
TFSI MКП
Dynamic D15
5
ЗИЛ 164
2
75
3СТ-215ЭМ Бензин
Lexus RX
Bosch S4 004
6
1
25
Бензин
350 АКП
Silver /12V
7
МАЗ 104
2
95
6СТ-90
Дизель
Kia Rio
8
5
40
Vortex 60 Ач Бензин
1.6 AКП
9
КамАЗ 5320
3
68
6СТ-215
Дизель
Volkswagen
Varta Blue
10
2
15
Бензин
Golf 1.4 AКП
Dynamic G3
11
Урал 375
1
70
6СТ-132
Дизель
Skoda Octavia
Bosch S3
12
1
27
Бензин
1.6 AКП
006/12V
13
КРАЗ 260
3
80
6СТ-150М
Дизель
150
Средний
годовой
Количество
Номер
Вид
пробег
Марка
автомашин,
варианта автотранспорта
одного
аккумулятора
шт.
автомобиля,
тыс. км/год
BMW 320d
Bosch S6 013
14
1
10
AКП
AGM/12V
15
ПАЗ 3206
5
98
6СТ-75
Mitsubishi
Bosch S3
16
Lancer 2.0
2
12
0012/12V
MКП 4WD
17
ЛАЗ 4207
1
64
6СТ-78
Honda Civic
Varta Blue
18
1
37
4D 1.8 AКП
Dynamic G3
19
Икарус 256
4
50
3СТ-110
Bosch S5
Ford Mondeo
20
2
19
001 Silver
2.0 MКП
Plus/12V
21
Москвич 2142
1
5
12А-30
22
КАВЗ 4238
2
46
6СТ-90
Renault Logan
Varta Silver
23
1
53
1.6 AКП
Dynamic F18
24
ВАЗ 2121
3
24
Docker 60 Ач
Daewoo Nexia
Varta Silver
25
2
9
1.6 MКП
Dynamic D15
TITAN
(ТИТАН)
26
ВАЗ 2115
1
17
Euro Silver 61
Ач.
Audi Q7 3.0
Bosch S5
27
TFSI quattro
1
31
0013 Silver
AКП 333 Hp
Plus/12V
Westa
28
ВАЗ 2172
2
23
Premium 65
Ач
Westa
Chevrolet Niva
29
3
46
Premium 92
1.7 MКП
Ач
30
УАЗ 469
3
19
6СТ-55
31
ГАЗ 3302
2
60
6СТ-215
151
Вид
топлива
Дизель
Бензин
Бензин
Дизель
Бензин
Дизель
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Бензин
Необходимо рассчитать количество отходов, образующихся при
эксплуатации и обслуживании автотранспорта:
1. Отходы аккумуляторов свинцовых отработанных неповрежденных,
с неслитым электролитом.
2. Масла автомобильные отработанные.
3. Шины пневматические отработанные.
4. Обтирочный материал, загрязненный маслами (содержание масел
менее 15 %).
5. Шлам от мойки автотранспорта.
6. Лом алюминия несортированный.
7. Лом черных металлов несортированный.
152
4. ОСНОВЫ ЭКОНОМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
Основные понятия и определения
Загрязнение окружающей среды – любое внесение в ту или иную
экологическую систему или возникновение в ней несвойственных ей
живых и неживых компонентов, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии, информации,
с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или
разрушения данной экосистемы.
Экологический ущерб – все негативные последствия, вызванные загрязнением окружающей среды, утратой и истощением природных ресурсов, разрушением экосистем и создающие реальную угрозу здоровью
человека, растительному и животному миру, материальным ценностям.
Эколого-экономический ущерб – денежная оценка негативных изменений в окружающей среде и потерь в качестве и количестве природных ресурсов, а также последствий таких загрязнений.
Кадастры природных ресурсов – свод экономических, экологических, организационных и технических показателей, характеризующих
количество и качество природных ресурсов, состав и категории природопользователей. Кадастры представлены по видам природных ресурсов (водный, земельный, лесной и др.)
Экологическое страхование – аккумулирование денежных средств
предприятий и государства для восстановления природной среды, воспроизводства природных ресурсов, возмещения ущерба, проведения превентивных мероприятий по восстановлению и охране окружающей среды.
Темы для обсуждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Понятие, структура (элементы), цели и задачи экономического механизма природопользования и охраны окружающей среды.
Планирование природопользования и охраны окружающей среды.
Плата за загрязнение окружающей среды, использование природных ресурсов, размещение отходов.
Меры экономического стимулирования охраны окружающей среды.
Страхование в сфере природопользования и охраны окружающей
среды.
Развитие рынка экологических товаров и услуг (экологическое
предпринимательство).
153
7.
Цели и задачи нормирования в области охраны окружающей среды.
Нормативные документы.
Плата за загрязнение окружающей природной среды и другие виды
вредного воздействия на нее рассматриваются в праве окружающей
среды России и зарубежных государств как один из основных экономических стимулов к тому, чтобы предприятия-природопользователи, деятельность которых связана с такими воздействиями на природу, сами
принимали меры по уменьшению загрязнения окружающей среды в соответствии с требованиями законодательства.
Существует два вида платежей:
 за использование природных ресурсов;
 за загрязнение окружающей природной среды и за другие виды
воздействия.
Плата за использование природных ресурсов (земля, недра, вода,
лес и иная растительность, животный мир, рекреационные и другие
природные ресурсы) взимается:
 за право пользования природными ресурсами в пределах установленных лимитов;
 за сверхлимитное и нерациональное использование природных
ресурсов;
 на воспроизводство и охрану природных ресурсов.
В ч. 2 Налогового кодекса РФ в разделе «Федеральные налоги»
установлены сборы за пользование объектами животного мира и за
пользование объектами водных ресурсов, водный налог и налог на добычу полезных ископаемых. В разделе «Местные налоги» установлен
земельный налог.
Действующая законодательная база РФ обеспечивает взимание
платы за загрязнение окружающей среды на основании следующих
нормативных актов:
 федерального закона 10.01.02 № 7-ФЗ «Об охране окружающей
среды»;
 постановление Правительства РФ от 28.08.1992 № 632 (ред.
от 06.03.2012) «Об утверждении Порядка определения платы и ее
предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия»;
 постановление Правительства РФ от 12.06.2003 № 344 (ред.
от 08.01.2009) «О нормативах платы за выбросы в атмосферный
воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными
источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и
подземные водные объекты, размещение отходов производства
и потребления».
154
Плата за загрязнение
На практике плата за загрязнение окружающей среды исчисляется
в соответствии с «Инструктивно-методическими указаниями по взиманию платы за загрязнение окружающей среды», утвержденными Минприроды РФ от 26.01.1993 (ред. от 15.02.2000, с изм. от 12.07.2011).
Этими указаниями установлен перечень видов воздействий, за которые
с предприятий взимается плата, а именно за:
 выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ (ЗВ) от
стационарных и передвижных источников;
 сброс ЗВ в поверхностные и подземные водные объекты, на рельеф местности, а также любое их подземное размещение;
 размещение отходов производства и потребления.
Масса выбросов (сбросов) загрязняющих веществ подразделяется
на следующие категории:
 предельно допустимые выбросы, сбросы (ПДВ и НДС);
 временно согласованные выбросы, сбросы (ВСВ и ВСС) или
лимиты, устанавливаемые на период достижения ПДВ и НДС;
 превышение нормативных (при отсутствии утвержденных ВСВ,
ВСС или лимитов) или временно согласованных (лимитных)
выбросов (сбросов) считается сверхлимитными выбросами
(сбросами).
Итоговый размер платы предприятия в конкретном году
пр
Ппр
итог  П К инд К особ.тер ,
(4.1)
где Кинд – коэффициент индексации платы в конкретном году;
Кособ.тер = 2 дополнительный коэффициент для особо охраняемых природных территорий, зон экологического бедствия, районов Крайнего
Севера. Для остальных территорий Кособ.тер = 1.
Плата предприятия за выбросы, сбросы ЗВ, размещение отходов и
другие виды воздействия Ппр:
Ппр = Пдоп + Плим + Псверхлим,
(4.2)
где Пдоп – плата за загрязнение в границах предельно допустимых нормативов; Плим – плата за загрязнение, превышающее границы предельно
допустимых нормативов, но в пределах установленных лимитов;
Псверхлим – плата за сверхлимитное загрязнение окружающей среды.
Платежи за предельно допустимые выбросы, сбросы загрязняющих
веществ, размещение отходов осуществляются за счет себестоимости
продукции (работ, услуг), а платежи за превышение их – за счет прибыли, остающейся в распоряжении природопользователя.
155
Внесение платы за загрязнение не освобождает природопользователей от выполнения мероприятий по охране окружающей природной среды, а также уплаты штрафных санкций за экологические правонарушения и возмещения вреда, причиненного загрязнением окружающей
природной среды народному хозяйству, здоровью и имуществу граждан.
В общем виде формирование действующей платы за загрязнение
окружающей среды можно представить в виде схемы (рис. 4.1).
Атмосфера
Гидросфера
Литосфера
ПДВ
НДС
Лимиты
n
П доп  К экол.сит К гор  Cбаз М iдоп
i
ВСВ
ВСС
-
n
П лим  5 К экол.сит К гор  Cбаз М iлим
i
Сверхлимиты
Сверхлимиты
Сверхлимиты
n
n
i
i
П сверх  25 К экол.сит К гор  Cбаз М iсверхлим П сверх  5 К экол.сит К гор  Cбаз М iсверхлим
Рис. 4.1. Формирование платы
за негативное воздействие на окружающую среду в РФ
Плата за выбросы и сбросы загрязняющих веществ
Стационарные источники
Плата предприятий за выбросы (сбросы) ЗВ от стационарных источников определяется как
доп
лим
сверхлим
П пр
.
ст  П ст  П ст  П ст
(4.3)
Слагаемые рассчитываются как
n
доп
доп
П стдоп  Cдиф.
,
i  Мi
(4.4)
i
где i = 1, 2 …n – загрязняющее вещество, выбрасываемое в пределах
допустимого норматива; М iдоп – масса i-го ЗВ, выбрасываемого в предедоп
– дифференцированная ставка плалах допустимого норматива, т; Cдиф.i
ты за выброс 1 тонны i-го ЗВ в пределах допустимого норматива, руб./т;
m
лим
лим
П стлим  Cдиф.
,
jМ j
j
156
(4.5)
где j = 1, 2 …m – загрязняющее вещество с выбросом, превышающим
норматив, но в пределах установленного лимита; М лим
– масса j-го ЗВ,
j
превышающего норматив, но в пределах установленного лимита, т;
лим
Cдиф.j
– дифференцированная ставка платы за выброс 1 тонны j-го ЗВ
сверх норматива, но в пределах установленного лимита, руб./т;
П
сверхлим
ст
 К штрафС
лим
диф.l
k
М
 5C
сверхлим
l
лим
диф.l
l
k
М
сверхлим
l
,
(4.6)
l
где l = 1, 2 … k – загрязняющее вещество с выбросом сверх установленного лимита; М lсверхлим – масса l-го сверхлимитного ЗВ, т; К штраф = 5 –
коэффициент штрафных санкций.
Дифференцированная ставка платы за выброс (сброс) ЗВ определяется
Cдиф  Cбаз К экол.сит К гор ,
(4.7)
где Cбаз – базовый норматив платы за загрязнение в границах предельно допустимых нормативов; К экол.сит – коэффициент экологической ситуации, учитывающий общую экологическую ситуацию и экологическую значимость атмосферы (или состояние водного бассейна) на
территории экономического района РФ; К гор = 1,2 – дополнительный
коэффициент, вводимый при расчетах платы за выброс ЗВ в атмосферный воздух городов.
В общем случае масса фактически выбрасываемого ЗВ является
суммой:
М факт  М доп  М лим  М сверхлим .
(4.8)
Передвижные источники
Плата предприятия за выбросы ЗВ от передвижных источников
(например, транспортных средств) в пределах установленных лимитов
определяется по количеству израсходованного топлива разного вида.
Расчет проводится по формуле
П
пр
передв
t
 К экол.сит K гор   Q j C j  ,
(4.9)
j
где j – вид использованного топлива; Qj – количество топлива j-го вида,
использованного предприятием за отчетный период, т; Сj – удельная
плата за допустимые выбросы ЗВ, образующиеся при сжигании 1 тонны
этого вида топлива (табл. 4.1), руб./т.
157
Таблица 4.1
Ставки платы за выбросы
при сжигании передвижными источниками 1 тонны топлива
Топливо
Единицы измерения
Бензин неэтилированный
Дизельное топливо
Керосин
Сжатый природный газ
Сжиженный природный газ
т
т
т
тыс. м3
т
Норматив платы,
руб./т или руб./м3
1,3
2,5
2,5
0,7
0,9
Если государственные органы, уполномоченные в этой сфере,
устанавливают при инструментальной проверке превышение технических нормативов выбросов ЗВ у транспортных средств, то плата за превышение допустимых выбросов от передвижных источников взимается
с предприятия как за сверхлимитный выброс, т. е. умножается на коэффициент штрафных санкций Кштраф = 52. Если используются нейтрализующие выбросы устройства – применяют понижающие коэффициенты:
0,05 – для автотранспорта на газовом топливе или неэтилированном бензине;
0,1 – для другого транспорта.
Плата за размещение отходов
Особенностью взимания платы при размещении отходов является
то, что за отходы производства и потребления всех классов опасности
для окружающей среды, временно (не более 1 года) накапливаемые с
целью их дальнейшего использования в собственном производстве или
для передачи на иные предприятия для повторного использования, а
также передачи на специализированные предприятия по утилизации,
демеркуризации, сжиганию отходов и т. п., плата за загрязнение окружающей среды не начисляется. Обязательным условием при этом является временное размещение и хранение отходов в условиях, соответствующих установленным требованиям.
Плата за размещение отходов определяется аналогично плате за
выбросы от стационарных источников:
лим
сверхлим
П пр
.
отх  П отх  П отх
(4.10)
Дифференцированная ставка платы за размещение 1 тонны отхода
i-го вида в пределах установленного лимита определяется как
отх
отх
Cдиф
 Cбаз
К экол.сит К разм ,
158
(4.11)
отх
где Cбаз
– базовый норматив платы за загрязнение вследствие размещения 1 тонны отходов определенного вида (класса опасности) в пределах
установленного годового лимита, руб./т. (табл. 4.2); К экол.сит – коэффициент экологической ситуации, учитывающий общую экологическую
ситуацию и экологическую значимость почв в конкретном регионе;
К разм – коэффициент размещения (табл. 4.3).
За отходы, накопленные до 1991 года, плата не взимается.
Таблица 4.2
Базовый норматив платы за размещение отходов
Вид отхода
(по классам опасности для окружающей среды)
I класс опасности (чрезвычайно опасные)
II класс опасности (высоко опасные)
III класс опасности (умеренно опасные)
IV класс опасности (мало опасные)
V класс опасности (практически не опасные):
в добывающей промышленности;
в перерабатывающей промышленности;
прочие
Норматив платы
за размещение 1 т.
отходов в пределах
годового лимита, руб./т
1739,2
745,4
497
248,4
0,4
15 (руб./м3)
8
Таблица 4.3
Коэффициенты размещения отходов
Характеристика условий размещения отходов
и их особенности
На специальных полигонах и промышленных
площадках, оборудованных в соответствии с
установленными требованиями и расположенных
в пределах промышленной зоны источников
негативного воздействия
Отходы, подлежащие временному накоплению и
фактически использованные (утилизированные) в
течение 1 года с момента размещения в собственном производстве в соответствии с технологическим регламентом или переданные для использования в течение отчетного периода либо 1 года с
момента образования отходов при условии их
размещения в соответствии с установленными
требованиями
159
К разм
0,3
0
Окончание табл. 4.3
Характеристика условий размещения отходов
и их особенности
На территории, не предназначенной для размещения отходов (несанкционированная свалка).
Нарушение правил захоронения
К разм
5Кместа,
Кместа = 5 при размещении
отходов в границах городов, населенных пунктов,
водоохранных территорий,
Кместа = 3 при размещении
отходов на расстоянии менее 3 км от границ вышеперечисленных объектов
Примеры
Пример 1. Рассчитать для томской фабрики сумму платы за загрязнение атмосферного воздуха оксидами азота, выброшенными стационарным источником в количестве 250 кг. Установленная величина ПДВ – 0,2 т,
а величина временно согласованного сверхнормативного выброса –
0,105 т. Норматив платы за выброс NOx в пределах допустимого норматива составляет 35 руб./т., а сверх норматива, но в пределах установленного
лимита – 175 руб./т. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы: Кэкол.сит = 1,9; Кгор = 1,2; Кинд2003 = 1; Кособ.тер = 1.
Решение. Фактические выбросы не превысили величину установленного лимита (ВСВ = 0,2 + 0,105 = 0,305 т), поэтому расчет платы таков:
Проверяем, превышает ли фактическая масса выбросов установленные допустимые нормативы (ПДВ). Если превышает, т. к.
0,25 > ПДВ (0,2 т), то плату за массу ЗВ в пределах установленного
доп
норматива ПДВ ( М NO
= 0,2 т) определяем по формулам (4.4) и (4.7):
x
доп
доп
П стдоп  Cбаз
К экол.сит К гор М NO
 35  1,9  1,2  0,2  15,96 руб.
x
Определяем, превышает ли оставшаяся масса ЗВ ВСВ. Не превышает, т. к. 0,25 – 0,2 = 0,05 т < ВСВ (0,105 т). Плата за массу выброса
NOx сверх ПДВ, но в пределах лимита (ВСВ) ( М лим = 0,25 – 0,2 = 0,05 т)
определяется по формулам (4.5) и (4.7):
доп
доп
П стлим  Cбаз
К экол.сит К гор М NO
 175  1,9  1,2  0,05  19,95 руб.
x
Общий размер платы фабрики за выброс NOx определяется по формулам (4.1) и (4.3)
доп
лим
П пр
ст  К инд К особ.тер  П ст  П ст   1  1  15,96  19,95   35,91 руб.
160
Пример 2. Для служебных поездок в пределах города сотрудников
дирекции томского представительства ОАО «ЭкоПром» в 2004 г. израсходовано 30000 л неэтилированного бензина марки АИ-95. Плотность
бензина 0.755 кг/л. Какова величина платы за загрязнение атмосферы?
Коэффициенты, учитывающие экологические факторы: Кэкол.сит = 1,2;
Кгор = 1,2; Кинд2004 = 1; Кособ.тер = 1.
Решение. Расчет платы проводится по формулам (4.1), (4.9) и данным табл. 4.1, а также с учетом плотности бензина.
Масса израсходованного бензина
Qбенз = 30000  0,755 = 22650 кг/год = 22,65 т/год.
Итоговая плата предприятия за загрязнение атмосферного воздуха
передвижными источниками определяется по уравнению
П пр
итог  К инд К особ.тер К экол.сит К гор QбензCбенз  1  1  1,9  1,2  19,29  1,3 
 62,89 руб.
Пример 3. Рассчитать величину платы за размещение на своей территории в 2003 г. обрезков бумаги (отходы 5-го класса опасности), образовавшихся до 2002 г. в подмосковной типографии № 2, в количестве
18,5 м3 при установленном лимите размещения отходов этого класса
22 м3/год. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы (состояние почвы в центральном экономическом районе России – 1,6):
Кразм = 1, Кинд 2003 = 1, Кособ.тер = 1.
Решение. Установленный лимит размещения отходов производства
не был превышен, предприятие также не утилизировало отходы и не передало их специализированным предприятиям в течение года. Расчет
платы за размещение отходов выполняется с использованием формул
(4.1), (4.10), (4.4) и (4.11) и табл. 4.2:
лим
отх
доп
П пр
К экол.сит К разм К инд К особ.тер 
итог  П отх К инд К особ.тер  Cбаз М
 18,5  15   1  1  444,0 руб.
Задания
1. В фирме ООО «Пластиковые окна», находящейся в г. СанктПетербурге, в течение года образуются определенные виды отходов
(табл. 4.4). Определить величину платы за размещение отходов в 2013 году, если известно, что срок действия разрешения на размещение отходов
производства и потребления заканчивается 12.12.2012 г. Коэффициенты,
учитывающие экологические факторы: Кинд 2013 = 2,20; Кэкол.сит = 1,3.
2. При осуществлении деятельности в Хабаровском крае в ФГУП
«Почта России» образуются отходы всех классов опасности (табл. 4.5).
Определить плату за размещение отходов, если на предприятие количество
161
образовавшихся отходов не превышает установленных лимитов. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы: Кинд 2012 = 2,05; Кэкол.сит = 1,1.
3. Определить плату за размещение отходов от эксплуатации одного
автотранспортного средства в 2010 году. Исходные данные представлены
в табл. 4.6. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы:
Кинд 2010 = 1,79; Кэкол.сит = 1,2 (Западно-Сибирский регион).
Таблица 4.4
Количество отходов,
образующихся на предприятии ООО «Пластиковые окна»
Класс
опасности отхода
для окружающей
среды
Наименование отхода
Ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки
отработанные и брак
Всего 1-го класса опасности:
Отходы затвердевшего поливинилхлорида и пенопласта
на его базе
4-й класс
опасности
Мусор от бытовых помещений
организаций несортированный
(исключая крупногабаритный)
Всего 4-го класса опасности:
Стеклянный бой незагрязнен5-й класс
ный (исключая бой стекла
опасности
электронно-лучевых трубок
и люминесцентных ламп)
Всего 5-го класса опасности:
ИТОГО:
1-й класс
опасности
Количествово
образованных Лимиты,
отходов
т/год
в 2013 году, т
0,003
0,003
0,003
0,003
5
6
3
2,17
8,0
8,17
24
24
24
32,003
24
32,173
Таблица 4.5
Количество отходов,
образующихся на предприятии ФГУП «Почта России»
Класс опасности
отходов
1-й класс
опасности
2-й класс
опасности
Наименование отхода
Всего
Люминесцентные ртутьсодержащие трубки
отработанные и брак
Всего
Аккумуляторы свинцовые отработанные
неповрежденные с не слитым электролитом
162
Количество,
т/год
0,0,19
0,019
0,022
0,022
Окончание табл. 4.5
Класс опасности
отходов
3-й класс
опасности
4-й класс
опасности
5-й класс
опасности
Наименование отхода
Всего
Масла автомобильные отработанные
Всего
Шины пневматические отработанные
Обтирочный материал, загрязненный маслами
(содержание масел менее 15 %)
Мусор от бытовых помещений
организаций несортированный
(исключая крупногабаритный)
Смет уличный
Всего
Лом алюминия несортированный
Лом черных металлов несортированный
Отходы полиэтилена в виде пленки
Отходы упаковочной бумаги незагрязненные
Отходы упаковочного картона незагрязненные
Отходы веревок и канатов
Итого:
Количество,
т/год
0,016
0,016
12,129
0,058
0,001
7,77
4,3
4,728
0,008
0,03
0,15
2,2
2,3
0,04
16,914
Таблица 4.6
Характеристика отходов, образующихся при эксплуатации
одной грузовой машины ГАЗ 3302 с карбюраторным двигателем
Класс
опасности
отхода
Наименование отхода
Код
отхода
Норматив
образования
отходов,
т/год
2-й класс
опасности
Отходы аккумуляторов свинцовых
отработанных неповрежденных,
с неслитым электролитом
921 101 01
13 01 2
0,036
3-й класс
опасности
4-й класс
опасности
541 002 02
02 03 3
575 002 00
Шины пневматические отработанные
13 00 4
Обтирочный материал,
549 027 01
загрязненный маслами
01 03 4
(содержание масел менее 15 %)
547 000 00
Шлам от мойки автотранспорта
04 00 4
Масла автомобильные отработанные
163
0,047
0,045
0,026
0,12
Окончание табл. 4.6
Класс
опасности
отхода
5-й класс
опасности
Норматив
образования
отходов,
т/год
Код
отхода
Наименование отхода
Лом алюминия несортированный
Лом черных металлов
несортированный
353 101 01
01 99 5
351 301 00
01 99 5
0,635
0,195
Итого:
1,104
4. Определить, какое количество денежных средств сэкономит Администрация брянской области, имея на балансе Муниципальное образовательное учреждение «Белобугорская средняя образовательная школа», при наличии и отсутствии разрешения на выбросы загрязняющих
веществ в атмосферный воздух. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы: Кинд 2009 = 1,62 (1,32); Кэкол.сит = 1,9 (Центральный район). Исходные данные представлены в табл. 4.7.
Таблица 4.7
Характеристика загрязняющих веществ,
образующихся при эксплуатации котельной на твердом топливе (дрова)
Наименование
Код
загрязняющего загрязняющего
вещества
вещества
Азота диоксид
Азота (II) оксид
Углерод (Сажа)
Углерод оксид
Бенз/а/пирен
Взвешенные
вещества
0301
0304
0328
0337
0703
Количество загрязняющего Норматив платы,
руб./т
вещества, отходящего
от источника
в пределах
выделения, т/год
ПДВ
ВСВ
0.488
52
260
0.079
35
175
1.625
3,7
18,5
10.406
0,6
3
5
2049801 10249005
1.910
2902
0.78
13,7
68,5
5. Определить плату за загрязнение атмосферного воздуха в 2011 году Томским хлебозаводом, имеющим два источника загрязнения атмосферы: котельную и пекарню. Данные по количеству образовавшихся
веществ представлены в табл. 4.8. У предприятия отсутствует разрешение на ВСВ. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы:
Кинд 2010 = 1,93; Кэкол.сит = 1,2 (Западно-Сибирский район).
164
Таблица 4.8
Установленная
для предприятия
величина ПДВ,
т/год
Плата
за загрязнение,
руб./т
Азота диоксид
Азота (II) оксид
Углерод (сажа)
Котельная
Углерод оксид
на дровах
Бенз/а/пирен
Взвешенные вещества
Этанол
(спирт этиловый)
Ацетальдегид
Пекарня
Этановая кислота
(уксусная кислота)
Пыль мучная
Количество ЗВ,
отходящего
от источника
выделения, т/год
Наименование
загрязняющего
вещества
Код
ЗВ
Наименование
производства
Характеристика загрязняющих веществ,
образующихся на предприятии Томский хлебозавод
0301
0304
0328
0337
0703
2902
0.047
0.008
0.156
1.006
3.4106
0.075
0.047
0.008
0.156
1.006
3.4106
0.075
52
35
3,7
0,6
2049801
13,7
1061
0.334
0.234
0,4
1317
0.030
0.020
205
1555
0.012
0.002
35
3721
0.013
0.003
–
6. Определить плату за загрязнение атмосферного воздуха животноводческого комплекса в Республике Дагестан, состоящего из 3-х коровников на 200 голов скота каждый, 3-х телятников на 160, 60, 200 голов скота,
соответственно и одной валовни на 200 голов. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы: Кинд 2013 = 2,20; Кэкол.сит = 1,6 (СевероКавказский регион). Исходные данные представлены в табл. 4.9.
Таблица 4.9
Характеристика загрязняющих веществ,
образующихся при обслуживании животноводческого комплекса
Наименование
загрязняющего
вещества
Аммиак
Метан
Микроорганизмы, кл
Пыль меховая
(шерстяная, пуховая)
Углекислый газ
Фактический
Установленная
Плата
выброс
для предприятия за загрязнение,
ЗВ,т/год
величина ПДВ, т/год
руб/т
0303
4.877
4,7
52
0410
0.00018
0.00019
50
12
12
2603 7.9910
7.9910

Код
ЗВ
2920
12,133
15,133
68
9001
9.2105
5.2105

165
7. Предприятие Томской обл. ЗАО «Аграрная группа» в процессе
своей хозяйственной деятельности в 2012 г. выбросило в атмосферу от
стационарных источников и сбросило в р. Томь загрязняющие вещества.
На предприятии имеются отходы, не использованные в собственном производстве и не утилизированные в течение года. На балансе предприятия
имеются передвижные источники загрязнения окружающей среды.
В табл. 4.10–4.12 приведены количества загрязняющих веществ, сведения
о размещенных отходах, установленные нормативы и другие данные, необходимые для расчетов. В табл. 4.13 приведены сведения о передвижных
источниках загрязнения атмосферы, состоящих на балансе предприятия,
об их годовом расходе топлива. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы: Кэкол.сит = 1,2 (для атмосферного воздуха и почвы);
Кэкол.сит = 1,03 (для бассейна р. Оби); Кинд = 1,79; Кособ.тер = 1.
Таблица 4.10
Характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
от стационарных источников предприятия
№
1
2
3
4
5
Загрязняющее
вещество
Установленная
для предприятия
величина, т/год
Фактический
выброс ЗВ,
т/год
Альдегид
пропионовый
NO2
CO
Сероводород
Аммиак
Норматив
платы, руб./т
в пределах
ПДВ
ВСВ
ПДВ
ВСВ
4,362
3
1,0
205
1025
48,199
88,902
11,464
73,659
47
90
10
75
5,0
12,0
1,1
10,0
52
0,6
257
52
260
3
1285
260
Таблица 4.11
Характеристика сбросов загрязняющих веществ предприятием в р. Томь
№
1
2
3
Загрязняющее
вещество
Нефть
и нефтепродукты
Фенол
Взвешенные
вещества
Установленная
для предприятия
величина, т/год
Норматив
платы, руб./т
ПДС
ВСС
ПДС
ВСС
3,00
1,0
0,5
5510
27550
0,01
0,02
–
20,00
25,00
30
Фактический
выброс ЗВ,
т/год
166
в пределах
275480 1377405
366
1830
Таблица 4.12
Характеристика отходов предприятия,
не использованных в собственном производстве
и не переданных на утилизацию в течение года
1
2
3
4
5
6
Наименование
отхода
Норматив Фактическое
количество
платы,
отходов,
руб./т
руб./т
3
(руб./м )
(руб./м3)
Класс
опасности
№
Установленный
лимит, т
величина
ед. изм
5
32
м3
15
34
4
500
м3
15
500
4
10
т
248,4
23,8
3
0,1
т
497
0,1
2
0,5
т
745,4
0,5
1
0,5
т
1739,2
0,45
Опилки
древесные
Металлолом
Твердые бытовые отходы
Опилки древесные промасленные
Кислота аккумуляторная
Лампа люминесцентная
Таблица 4.13
Перечень передвижных источников на балансе предприятия
и их годовой расход топлива
Вид
источника
Легковые автомобили
Количество
источников,
шт.
15
8
Грузовые автомобили
Автомобили
на газовом
топливе
Строительнодорожные
машины
40
Топливо
Вид
Бензин неэтилированный
(АИ-93)
Дизельное
топливо
Бензин неэтилированный (А-76)
Устройство
Общее
нейтрализации
количество,
ЗВ
т/год
90
есть
80
нет
190
нет
15
Сжиженный газ
35
нет
5
Дизельное
топливо
18
нет
167
А. Рассчитайте плату предприятия в целом и по основным видам
платежей: за выбросы стационарных и передвижных источников, за
сбросы, за размещение отходов.
B. Во сколько раз изменятся платежи предприятия за выбросы в
2011 г., если будет использована новая технология, которая позволит
снизить выбросы CO на 40 %?
C. Расчеты показали, что новое оборудование может уменьшить
выбросы оксида азота в 4 раза, однако выбросы взвешенных веществ
увеличатся на 15 кг. На какую сумму изменятся платежи предприятия?
D. На какую сумму изменятся платежи предприятия в 2011 г. при
переводе всего автотранспорта на сжиженный газ (расход топлива
условно считать неизменным)?
E. Будет ли эффективно строительство очистных сооружений для
очистки сточных вод от нефтепродуктов на 80 % перед их сбросом в реку, если затраты на строительство и эксплуатацию сооружений оцениваются в 100 тыс. рублей?
F. Какое природоохранное мероприятие даст больший экономический эффект: строительство нефтеловушки, описанной в вопросе 5, или
использование отстойника взвешенных веществ с эффективностью
улавливания 90 %, если затраты на строительство и эксплуатацию последнего оценивается в 20 тыс. рублей?
G. Снижение в 2 раза выброса какого загрязняющего вещества позволяет максимально снизить платежи предприятия за загрязнение?
H. На сколько и во сколько раз изменятся платежи предприятия за
размещение отходов, если они оборудуют в соответствии с установленными требованиями на своей территории специальную промышленную
площадку для металлолома?
I. Как и на сколько изменятся платежи предприятия за размещение
отходов, если половина образующегося металлолома и все древесные
опилки, указанные в табл. 4.6, будут в течение года полностью использоваться (утилизироваться)?
J. На сколько изменятся платежи, если отходы в течение последующих двух лет будут размещаться на несанкционированной свалке?
8. Предприятие, находящееся в Западно-Сибирском экономическом
регионе, в процессе своей хозяйственной деятельности в 2012 г. выбросило
в атмосферу от стационарных источников и сбросило в реку загрязняющие
вещества. В табл. 4.14 приведены количества загрязняющих веществ, установленные нормативы и другие данные, необходимые для расчетов.
Рассчитать плату предприятия за загрязнение окружающей среды
и размер ущерба, причиненного атмосферному воздуху. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы: Кинд = 2,05; Кэкол.сит = 1,2;
ПДКбензол = 0,1 мг/м3, ПДКоксид кобальта = 0,001 мг/м3, Т = 10405 руб/т.
168
Таблица 4.14
Характеристика выбросов ЗВ
в атмосферу и гидросферу
от стационарных источников предприятия
Установленная Норматив
Фактический для предприятия
платы
выброс ЗВ, величина, т/год в пределах
т/год
ПДВ, руб/
ПДВ
ВСВ
т
№
Загрязняющее
вещество
Среда
загрязнения
1
Бензол
Атмосферный
воздух
40
30
5
21
2
Оксид
кобальта
Атмосферный
воздух
18
15
5
2050
3
Фенол
Поверхностные
воды
0,02
0,02

275481
4
Цианиды
Поверхностные
воды
17
10
2
5510
9. Предприятие, находящееся в Северо-Западном экономическом
регионе, в процессе своей хозяйственной деятельности в 2012 г. выбросило в атмосферу от стационарных источников и сбросило в реку загрязняющие вещества. В табл. 4.15 приведены количества загрязняющих веществ, установленные нормативы и другие данные, необходимые
для расчетов.
Таблица 4.15
Характеристика выбросов ЗВ
в атмосферу и гидросферу
от стационарных источников предприятия
Установленная Норматив
Фактический для предприятия
платы
выброс ЗВ, величина, т/год в пределах
т/год
ПДВ, руб/
ПДВ
ВСВ
т
№
Загрязняющее
вещество
Среда
загрязнения
1
Бензапирен
Атмосферный
воздух
0,005
0,01

2049801
2
Ацетон
Поверхностные
воды
18
15
5
5510
169
На балансе предприятия имеются передвижные источники загрязнения окружающей среды, которыми в 2012 г. израсходовано 250 т неэтилированного бензина марки АИ-95.
В 2012 году на предприятии произошел аварийный выброс бензапирена, m = 0,01 т.
Рассчитать плату предприятия за загрязнение окружающей среды
на основании данных, приведенных в таблице, а также размер ущерба,
причиненного атмосферному воздуху. Коэффициенты, учитывающие
экологические факторы: Кинд = 2,05; Кэкол.сит = 1,5; Кгор = 1,2; ПДКбензапи6
3
рен = 1·10 мг/м ; Т = 10405 руб/т; С = 1,3 руб/т.
Перечень рекомендуемой литературы к главе IV: [1], [14–15], [20],
[22], [27], [31], [34], [38].
170
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Акимова Т.А. Экология. Природа – Человек – Техника. – 2-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Экономика, 2007. – 511 с.
Алексеев С.В. и др. Экология человека: учебник. – М.: Икар,
2002. – 770 с.
Баландин Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие. – М.: Знание, 1988. – 205 с.
Басов В.М. Задачи по экологии и методика их решения: учебное
пособие. – 3-е изд. – М.: Едиториал УРСС, 2009. – 160 с.
Белозерский Г.Н. Радиационная экология: учебник. – М.: Академия, 2008. – 384 с.
Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: Наука, 1989. – 250 с.
Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере. – М.:
Просвещение, 1989.– 160 с.
Галюжин С.Д. и др. Общая и прикладная экология: учебное пособие для студентов ВУЗа. – Минск: Дизайн ПРО, 2003. – 192 с.
Гора Е.П. Экология человека: учебное пособие. – 2-е изд., перераб.
и доп. – М.: Дрофа, 2007. – 540 с.
Гриценко А.И. Экология. Нефть и газ. – М.: Наука, 1997. , 598 с.
Дмитриев А.Н., Шитов А.В. Техногенное воздействие на природные процессы Земли. Проблемы глобальной экологии. – Новосибирск: Малускрипт, 2003. – 140 с.
Заиканов Г.Е. и др. Кислотные дожди и окружающая среда / под
ред. Г.Е. Заиканова. – М.: Химия, 1991. – 236 с.
Ижко Ю.А., Колесник Ю.А. Современное состояние биосферы
и экологическая политика. – СПб.: Питер, 2007. – 192 с.
Коробкин В.И. Экология: учебник. – 13-е изд. – Ростов-на-Дону:
Феникс, 2008. – 608 с.
Макар С.В. Основы экономики природопользования: учебное пособие. – М.: ИМПЭ, 1998. – 192 с.
Мамин Р.Г. Безопасность природопользования и экология здоровья: учебное пособие. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 238 с.
Мотузко Ф.Я. Основы экологии. – М.: Недра, 1994. – 126 с.
Назаренко О.Б. Экология: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ,
2007. – 100 с.
Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: в 2-х т.
Т. 1. – М.: Мир, 1993. – 424 с.
171
20. Николайкин Н.И. Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология:
учебник для вузов. – 6-е изд. испр. – М.: Дрофа, 2008. – 623 с.
21. Одум Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1975. – 740 с.
22. Основы экономики природопользования: учебное пособие для вузов / под ред. В.Н. Холиной. – СПб.: Питер, 2005. – 672 с.
23. Панин В.Ф., Сечин А.И., Федосова В.Д. Экология для инженера.
Учебное пособие. – М.: Ноосфера, 2000. – 284 с.
24. Петунин О.В. Сборник заданий и упражнений по общей экологии:
учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. – 189 с.
25. Петров К.М. Общая экология: взаимодействие общества и природы: учебное пособие для вузов. – СПб: Химия, 1997. – 352 с.
26. Пресман А.С. Организация биосферы и ее космические связи. – М.:
Гео-СИНТЕГ, 1997.–240 с.
27. Прищеп Н.И. Экология: практикум: учебное пособие. – М.: АспектПресс, 2007. – 272 с.
28. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды
в России: учебное и справочное пособие. – М.: Финансы и статистика, 1999. – 672 с.
29. Пугач Л.И. Энергетика и экология: учебник для высш. учеб. зав. –
Новосибирск: Изд-во НГТХ, 2003. – 504 с.
30. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. –
М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. – 264 с.
31. Резчиков Е.А. Экология: учебное пособие – 6-е изд. стереот. – М.:
МГИУ, 2007. – 120 с.
32. Реймерс Н.Ф. Экология: Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. – М.: Россия Молодая, 1994. – 364 с.
33. Степановских А.С. Общая экология: учебник. – М.: ЮНИТИДАНА, 2000. – 510 с.
34. Снакин В.В. Экология и природопользование в России: энциклопедический словарь. – М.: Academia, 2008. – 815 с.
35. Барановская Н.В., Чубик М.П. Общая экология: практикум. –
Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 38 с.
36. Шилов И.А. Экология: учебник для вузов. – 6-е изд., стер. – М.:
Высшая школа, 2009. – 512 с.
37. Хаскин В.В. Акимова Т.А., Трифонова Т.А. Экология человека:
учебное пособие. – М.: Экономика, 2008. – 367 с.
38. Экология: сборник задач, упражнений и примеров: учебное пособие
для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2006. – 508 с.
39. Экология города: учебник. – Киев. Либра, 2000. – 464 с.
172
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Темы для самостоятельной работы
История становления экологии.
Современные экологические проблемы и пути их решения.
Устойчивое развитие человечества. Проблемы. Пути решения.
Экологические кризисы и катастрофы в истории человечества.
Перспективы перехода России на модель устойчивого развития.
Методы исследований в экологии.
Моделирование в экологии.
Экологические факторы и их действие.
Экосистемы: структура и динамика.
Круговорот веществ в биосфере.
Учение В.И. Вернадского о биосфере.
Основные этапы эволюции жизни и биосферы.
Экологические законы Б. Коммонера.
Основные этапы эволюции жизни и биосферы.
Системные законы экологии.
Демографические проблемы планеты Земля.
Проблемы урбанизации.
Проблема пищевых продуктов.
Продукты генной инженерии как факторы окружающей среды.
Гигиенические аспекты жилой среды.
Здоровый образ жизни.
Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека.
Виды природных ресурсов и основы их рационального использования.
Загрязнение атмосферы. Методы очистки промышленных выбросов от пыли и газов.
Прогноз последствий изменения климата на Земле.
Киотский протокол.
Озоновые дыры. Пути решения проблемы.
Кислотные дожди.
Транспорт и окружающая среда. Методы защиты атмосферного
воздуха от отработанных газов автомобилей.
Загрязнение гидросферы. Очистка сточных вод.
173
31. Биотехнологические процессы: очистка сточных вод, утилизация
твердых бытовых отходов, восстановление загрязненных почв.
32. Проблема чистой воды.
33. Уменьшение загрязнения литосферы твердыми отходами.
34. Проблема охраны почв.
35. Минеральные удобрения: польза и вред.
36. Вторичное засоление: причины и решение проблемы.
37. Проблемы утилизации и хранения отходов производства.
38. Малоотходные технологии.
39. Атомная энергетика и окружающая среда.
40. Гидроэнергетика и окружающая среда.
41. Теплоэнергетика и окружающая среда.
42. Энергия – поиск подходов, приемлемых для окружающей среды
и развития.
43. Нетрадиционные методы производства энергии.
44. Экологические последствия чрезвычайных ситуаций техногенного
характера.
45. Экологические последствия аварий на химических производствах.
46. Экологические последствия лесных пожаров.
47. Ядерно-топливный цикл. Воздействие на окружающую среду.
48. Влияние деятельности Сибирского химического комбината на
окружающую среду и здоровье населения.
49. Последствия испытаний ядерного оружия и ядерной войны для
окружающей среды.
50. Захоронение радиоактивных отходов.
51. Законодательное управление природоохранной деятельностью.
52. Государственная экологическая экспертиза. Экологический контроль.
53. Международное сотрудничество в области защиты окружающей
среды.
54. Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды. Эффективность затрат на охрану природы.
55. Биологическая безопасность и биологический терроризм.
56. Мониторинг окружающей среды.
Для подготовки рефератов студенты могут использовать следующие периодические издания:
Геоэкология. – Научно-популярный журнал.
Природа. – Научно-популярный журнал.
Инженерная экология. – Научно-популярный журнал.
Сибирский экологический журнал. – Научно-популярный журнал.
174
Экология промышленного производства. – Научно-популярный
журнал.
Наука и жизнь. – Научно-популярный журнал.
Земля и Вселенная. – Научно-популярный журнал.
Экология и жизнь. – Научно-популярный журнал.
Экология и промышленность России. – Научно-популярный журнал.
Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. – Обзорная
информация ВИНИТИ.
Экология человека. – Научно-популярный журнал.
и интернет-ресурсы:
http://www.green.tsu.ru/ – официальный сайт Департамента природных ресурсов Томской области;
http://www.mnr.gov.ru/ – сайт Министерства природных ресурсов и
экологии РФ;
http://www.zapoved.ru/ – особо охраняемые природные территории РФ;
http://ecoportal.su/ – Всероссийский экологический портал;
http://www.ecooil.su/ – сайт «Нефть и экология»;
http://nuclearwaste.report.ru/ – сообщество экспертов. Тема: радиоактивные отходы.
175
Приложение 2
Содержания белков, жиров, углеводов, калорийность,
гликемический индекс (ГИ) в пищевых продуктах (на 100 г)
и величина порции, содержащей одну хлебную единицу (ХЕ)
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Продукт
Ккал
Порция
ГИ
в ХЕ, г
1 Группа. Наиболее предпочтительные продукты
1.1. Источники белка
1.1.1. Мясо, птица
Телятина
отварная
Кура отварная
Индейка отварная
Кролик отварной
Горбуша
Камбала
Минтай
Окунь морской
Судак
Треска
Хек
Щука
Кальмар (филе)
Крабы
Креветки
Молоко
обезжиренное
Кефир
обезжиренный
Йогурт 1,5 %
жирности
без сахара
Творог
нежирный
30,7
0,9
–
–
131
25,2
7,4
–
–
170
25,3
10,4
–
–
195
24,6
7,7
–
–
170
1.1.2. Рыба отварная или припущенная
22,9
7,8
–
–
162
18,3
3,3
–
–
103
17,6
1
–
–
79
19,9
3,6
–
–
112
21,3
1,3
–
–
97
17,8
0,7
–
–
78
18,5
2,3
–
–
95
21,3
1,3
–
–
97
18
2,2
–
–
75
18,7
1,1
0,1
–
85
17,8
1,1
–
–
81
1.1.3. Молочные продукты
3
0,05
4,7
–
31
250
25
4,3
1
5,30
–
49
250
25
5
1,5
3,5
–
51
250
15
18
0,6
1,8
–
88
176
Продукт
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Вареники
10,7
с творогом 2 шт.
Сыры:
пониженной
25–30
жирности
Ккал
Порция
ГИ
в ХЕ, г
55
1,2
–
27
170
окт.15
–
–
190–255
1.2. Источники жиров
Растительные
нерафинированные масла,
(кроме пальмового, кокосового)
–
99,9
–
–
899
1.3. Источники углеводов
1.3.1. Блюда
Вареники
с картофелем
2 шт.
Картофель
отварной
в мундирах
Рис отварной
коричневый
Рис отварной
шлифованный
5,3
0,8
–
33
158
60
2,4
0,4
0,5
11
82
110
65
2,2
0,2
0,2
21,7
101
50
55
2,4
0,2
0,2
24,7
113
50
70
1.3.2. Каши
Рисовая
вязкая на воде
Гречневая
рассыпчатая
Гречневая
вязкая на воде
Пшенная рассыпчатая
Пшенная
вязкая на воде
Овсяная
из «геркулеса»
вязкая на воде
Перловая
рассыпчатая
1,5
0,1
1,1
16,3
78
75
70
5,9
1,6
0,6
29,9
163
40
40
3,2
3
1,3
15,8
90
75
40
4,7
1,1
0,7
25,4
135
55
50
3
0,7
1,4
16,2
90
75
50
2,9
1,4
1,7
13,1
84
95
55
3,1
0,4
0,5
21,6
106
60
50
177
Продукт
Овсяная вязкая
на воде
Пшеничная
(Полтавская)
на воде
Ячневая
рассыпчатая
Ячневая вязкая
Хлеб ржаной
Углеводы
Белки, Жиры,
Порция
Ккал
г
г
в ХЕ, г
Простые Крахмал
3
1,7
1,2
13,8
88
75
40
3,2
0,3
1,6
17,1
92
70
70
3,4
0,4
0,5
21,6
108
60
50
2,3
6,5
0,3
1,1
1,3
14,4
–
41,3
1.3.3. Овощи
76
190
90
30
50
50
Горошек
5
зеленый
Капуста
1,8
белокочанная
Капуста цветная
0
отварная
Кабачки
0,7
припущенные
Лук зеленый
1,3
(перо)
Лук репчатый
1,4
Морковь
1,3
Огурцы
0,7
Перец сладкий
1,3
Зелень
1,5–
(петрушка, укроп,
3,7
салат, щавель)
Редис
1,2
Репа
1,5
Свекла отварная 1,8
Томаты
1,1
Арбуз
без кожуры
с кожурой
Дыня
Абрикосы
Алыча
ГИ
0,2
6
6,8
73
190
35
0,1
4,6
0,1
27
250
15
0,3
3,5
0,5
26
250
15
1,9
5,3
–
40
200
15
–
3,5
–
19
180
15
–
0,1
0,1
–
9
7
1,8
5,2
0,1
0,2
0,1
0,1
41
34
11
26
150
150
600
250
20
85
25
15
0,4
1,7–6,8
0,6–1,2
17–49
600
0–15
0,1
3,5
–
5
–
10,6
0,2
3,5
1.3.4. Бахчевые
0,3
0,3
0,2
0,3
21
27
49
31
300
225
140
300
15
15
70
20
0,7
0,2
0,1
38
70
0,6
–
0,1
38
135
230
130
45
–
–
41
27
120
100
35
25
0,9
0,2
8,7
9
1.3.5. Фрукты
0,1
9
–
6,4
178
Продукт
Ананас
Бананы
без кожуры
с кожурой
Вишня
Гранат
без кожуры
с кожурой
Груша
Персики
Слива
Хурма
Черешня
Яблоки
Апельсин
без кожуры
с кожурой
Грейпфрут
без кожуры
с кожурой
Лимон
Мандарин
без кожуры
с кожурой
Брусника
Виноград
Клубника
Клюква
Крыжовник
Малина
Смородина
красная
Смородина
черная
Белые свежие
Шампиньоны
свежие
Углеводы
Белки, Жиры,
Порция
Ккал
г
г
в ХЕ, г
Простые Крахмал
0,4
0,2
11,5
–
49
1,5
0,1
19
2
89
0,8
0,5
10,3
–
52
0,9
–
11,2
–
52
0,4
0,9
0,8
0,5
1,1
0,4
0,3
0,1
–
–
0,4
0,4
9
9,5
9,5
13,2
10,6
9
0,5
–
0,1
–
–
0,8
42
43
43
53
50
45
0,9
0,2
8,1
–
40
100
60
90
90
100
200
100
130
70
90
100
100
130
180
ГИ
65
60
25
30
33
30
25
45
25
35
40
130
0,9
0,2
6,5
–
35
0,9
0,1
3
–
33
170
25
20
120
0,8
0,3
8,1
–
40
0,7
0,6
0,8
0,5
0,7
0,8
0,5
9,2
0,4
–
0,2
0,3
8
15
6,2
3,8
9,1
8,3
–
–
0,1
–
–
–
43
65
34
26
43
42
170
70
190
150
140
170
25
45
40
20
40
30
0,6
0,2
73
–
39
150
30
1
9,2
6,7
0,6
38
120
30
–
23
–
27
3,7
4,3
1.3.6. Грибы
1,7
1,1
1
0,1
179
180
40
Продукт
Углеводы
Белки, Жиры,
Ккал
г
г
Простые Крахмал
Порция
в ХЕ, г
ГИ
234
262
242
199
281
20
20
20
20
25
30
65
25
30
60
314
15
80
1.3.7. Квашенья, соленья
Капуста
квашеная
1,8
Курага
Изюм
Чернослив
Яблоки
Финики
5,2
1,8
2,3
2,2
2,5
Мед
натуральный
0,8
–
2,2
–
1.3.8. Фрукты сушеные
–
55
–
–
66
–
–
57,8
0,6
–
44,6
3,4
–
68,5
0
1.3.9 Мёд
–
74,8
5,5
19
1.3.10 Супы
Борщ, щи
вегетарианские
Картофельный,
с макаронными
изделиями
Гороховый
Бульон куриный
Бульон мясной
1
2
2,2–3,3
1,6–2,2
40–48 300–200
30
1,4
2,1
1,3
7,1
48
150
40
3,4
0,5
0,6
2,2
0,1
0,2
–
–
–
8,2
–
–
66
3
4
150
30
200
50
2 Группа
2.1. Источники белка
2.1.1. Мясо, птица
Говядина
вареная
Говядина
тушеная
(жир–5,мука)
Гуляш говяжий
Говядина
жареная
Бифштекс
Бефстроганов
Баранина
отварная
Печень
гов. тушеная
25,8
16,8
–
–
14,3
5,3
–
3,3
12,3
12,2
–
3,9
175
28,6
6,2
–
–
170
28,8
18
11
14,3
–
–
–
06.июн
214
228
22
17,2
–
–
243
11
9,6
–
–
165
180
254
Продукт
Углеводы
Белки, Жиры,
Ккал
г
г
Простые Крахмал
Печень говяжья
жареная
22,8
(мука, жир)
Кура жареная
26,3
Индейка жареная 26,2
Камбала
Карп
Минтай
Окунь морской
Судак
Треска
Хек
Щука
18,5
19
15,8
21
17,8
15,9
16
17,7
Красная икра
31,6
Черная зернистая 28,6
Минтаевая
28,4
Молоко 3,2 %
Кефир жирный
Творог
полужирн.
Сырники
из нежирного
творога
Сырники
из полужирного
творога
Запеканка
из нежирного
творога
Запеканка
из полужирного
творога
Голландский
Костромской
2,8
2,8
10,2
–
10,8
227
11
–
–
13,5
–
–
2.1.2. Рыба жареная
8,6
–
3,6
11,1
–
3,6
5,4
–
3,5
9,7
–
4,2
5,7
–
3,3
5,1
–
3,2
6,3
–
3,3
5,8
–
3,4
2.1.3. Икра
13,8
–
–
9,7
–
–
1,9
–
–
2.1.4. Молочные продукты
3,2
4,7
–
3,2
4,1
–
204
226
Порция
в ХЕ, г
ГИ
120
50
250
250
25
25
166
190
126
188
136
121
134
137
251
203
131
58
56
16,7
9
2
–
56
18,9
3,3
1,9
10,6
160
100
70
17,6
11,3
1,6
10,6
224
100
65
17,6
4,2
8,3
6,3
171
75
70
16,4
11,7
7,8
6,3
231
75
65
26
25,2
2.1.5. Сыры
26,8
–
26,3
–
–
–
352
345
181
Продукт
Брынза
Колбасный
копченый
Плавленые сыры
Растительные
масла рафинированные
Маргарин
Картофель
жареный
Запеканка
картофельная
Лук репчатый
Капуста
белокочанная
тушеная
Капуста цветная
Кабачки жареные
Голубцы
овощные
Углеводы
Белки,
Жиры, г
г
Простые Крахмал
17,9
20,1
–
–
19
–
270
22
20
–
–
2.2. Источники жиров
340
–
99,8
899
–
–
82
1
–
2.3. Источники углеводов
2.3.1. Овощи
Порция
ГИ
в ХЕ, г
260
23
0,3
–
Ккал
743
2,8
9,5
1,6
21,8
192
50
95
3
53
1,7
14,9
128
70
90
2
14,8
12
0,1
187
100
15
2
33
9
0,6
75
250
15
3,1
1,1
6,1
6
2,8
6,2
2,7
1,5
89
83
150
200
30
2
5,2
5,1
4,5
93
120
55
2.3.2. Консервы овощные
Горошек
зеленый
Томаты
Фасоль
стручковая
Икра
из баклажан
Икра
из кабачков
Каша
манная жидкая
на воде
Хлеб из муки
грубого помола,
ржанопшеничный
3,1
0,2
3,3
3,2
40
150
35
1,1
–
3,5
0,3
20
200
15
1,2
0,1
1,6
0,9
16
300
30
1,7
13,3
4,5
0,59
148
200
15
2
9
8
0,54
122
140
15
0,1
0,1
2,2
10,7
60
100
75
7
1,1
–
40,3
193
30
60
182
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Продукт
Ккал
Порция
в ХЕ, г
ГИ
Хлеб пшеничный из муки
высшего сорта
8,1
203
30
65
Томатный
Абрикосовый
Апельсиновый
Виноградный
Вишневый
Грейпфуртовый
Персиковый
Сливовый
Яблочный
2.3.3. Соки натуральные, без сахара
1
–
3,3
0,2
19
0,5
–
13,7
–
56
0,7
–
12,8
–
54
0,3
–
13,8
–
54
0,7
–
10,2
–
47
0,3
–
8
–
36
0,3
–
17
–
66
0,3
–
16,1
–
66
0,5
–
9,1
–
38
2.3.4. Напитки
250
90
110
70
90
140
100
80
90
15
40
45
40
40
40
40
40
40
Яблочновиноградный
Кисель клюквенный
Компот
из сухофруктов
Компоты консервированные
Варенье фруктово-ягодное
1,2
–
42
0,4
–
12,8
–
51
0,03
–
10,6
3
54
80–90
50
0,4
–
15,1
–
60
80–90
60
–
21–24,3
–
82–99
50
50
–
71–73
0,2
271–
281
15
55
0,2–
0,6
0,3–
0,6
3 Группа. Наименее предпочтительные продукты
Свинина отварная
Свинина
жареная
Шницель
рубленый
из свинины
Котлеты
рубленые
из говядины
Шашлык
из баранины
3.1. Источники белка
3.1.1. Мясо, птица
31,6
–
–
375
20
24,2
–
–
298
13,5
42,5
–
10,1
477
120
50
14,6
11,8
–
13,6
220
90
50
22,9
30,4
–
3
372
22,6
183
Продукт
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Котлета отбив20
ная из баранины
Утка отварная
19,7
Утка жареная
22,6
Паштет из печени 18
Мясные
консервы
15–20
разные
Ккал
28
–
10
373
18,8
19,5
15,3
–
–
–
–
–
4,7
248
266
227
15–22
–
–
195–298
3.1.2. Колбасные изделия
Колбаса
докторская
Колбаса
молочная
Колбаса
краковская
Колбаса
таллинская
Сервелат
Сардельки
говяжьи
Сардельки
свиные
Сосиски
молочные
Ветчина
Окорок
12,8
22,2
–
1,5
257
11,7
22,8
–
2,8
252
16,2
44,6
–
–
466
17,1
33,8
–
–
373
24
40,5
–
–
461
11,4
18,2
–
1,5
215
10,1
31,6
–
–
332
11
23,9
–
1,6
266
22,6
14,3
Килька
Сельдь
17,1
17,5
Треска
Скумбрия
Балык
осетровый
26
23,4
20,9
–
–
25,6
–
–
3.1.3. Рыба соленая
7,7
–
–
11,4
–
–
3.1.4. Рыба копченая
1,2
–
–
6,4
–
–
20,4
12,5
–
–
279
288
137
173
115
150
194
3.1.5. Рыбные консервы
Печень трески
натуральная
4,2
65,7
–
184
1,2
613
Порция
ГИ
в ХЕ, г
120
50
Продукт
Сардины
в масле
Сайра,
в масле
бланшированная
Шпроты
Яичницаглазунья
Омлет
Молоко
6 % жирности
Сливки
10 % жирн.
Творог жирный
18 %
Сырки и массы
творожные
Сырки
глазированные
Молоко
сгущенное
без сахара
(7,5 %)
Советский
Чеддер
Сметана 20 %
жирности
Масло
сливочное
Масло
крестьянское
Масло топленое
Жир
кулинарный
Майонез
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Ккал
17,9
19,7
–
–
249
18,3
23,3
–
–
283
17,4
32,4
–
0,4
363
12,9
20,9
–
0,9
243
9,6
15,4
–
1,9
3.1.6. Молочные продукты
Порция
в ХЕ, г
ГИ
184
3
6
4,7
–
84
250
30
3
10
4
–
118
250
30
14
18
2,8
–
232
7,1
23
26
–
341
50
70
8,5
27,8
30,5
–
407
40
70
7
8,3
9,5
–
140
120
30
3.1.7. Сыры
31,2
–
–
30,5
–
–
3.2. Источники жиров
389
379
24,7
23,5
2,8
20
3,2
–
206
0,5
82,5
0,8
–
748
0,8
72,5
1,3
–
661
0,3
98
0,6
–
887
–
99,7
–
–
897
2,8
67
2,6
–
624
185
Продукт
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Ккал
Порция
в ХЕ, г
ГИ
3.3. Источники углеводов
3.3.1. Мучное
Макаронные
4,1
изделия отварные
Батон
8
Сдоба
8
обыкновенная
Бублики
9
Сушки простые 10,9
Сухари
9
Пирожки
12,9
печеные
0,4
0,6
18,4
98
60
60
0,9
0,8
48,1
235
25
80
5,6
5,3
46,5
299
25
85
1,1
1,3
9,5
1,1
1
12,3
55,4
67
52,9
284
335
386
20
20
15
80
50
50
7,2
4,1
33,3
268
35
50
3.3.2. Кондитерские изделия
Печенье
6,5
простое, сладкое
Вафли
с фруктовыми
3,2
начинками
Пряники
4,8
Пирожное слое5,44
ное с кремом
Пирожное слое5,4
ное с кремом
Пирожное
4,7
бисквитное
Пирожное
5,1
песочное
Пирожное
заварное
5,9
с кремом
Халва
11,6
подсолнечная
Зефир, пастила
0,5
Мармелад
–
желейный
Карамель
с фруктовой
0,1
начинкой
11,8
23,6
50,8
436
15
55
2,8
63,8
16,3
350
15
65
2,8
43
34,7
350
15
65
38,6
16,1
30,3
555
20
75
38,6
16,1
30,3
555
20
75
9,3
55,6
8,6
351
20
75
18,5
35,5
27,3
435
20
75
10,2
42,6
12,6
329
25
75
29,7
41,5
1,1
523
30
70
–
76,8
3,6
310
12
65
0,1
68,2
9,5
302
16
60
0,1
80,9
11,2
357
13
60
186
Продукт
Конфеты
шоколадные
Шоколад
молочный
Шоколад
горький
(какао
более 60 %)
Сахар-песок
Молочное
Сливочное
Пломбир
Эскимо
Молоко
сгущенное
с сахаром
Сливки
сгущенные
с сахаром
Какао
со сгущенным
молоком
и сахаром
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Ккал
Порция
в ХЕ, г
ГИ
5,8
32
48,6
9,3
535
20
50
6,9
35,7
49,5
2,9
550
25
35
5,4
35,3
47,2
5,4
540
25
25
–
3,2
3,3
3,2
3,5
–
99,8
–
3.3.3. Мороженое
3,5
15,5
–
10
14
–
15
15
–
20
14,3
–
3.3.4. Консервы молочные
379
60
126
179
227
270
80
80
80
80
60
60
60
60
7,2
8,5
43,5
–
320
30
80
8
19
37
–
382
35
80
8,2
7,5
43,5
–
309
30
80
1
98
50
50
99
65
50
3.3.5. Соусы
Соус томатный
острый
Томат-паста
Безалкогольные,
газированные
на плодовоягодных настоях
с сахаром
Чай черный
байховый
с сахаром
2,5
4,8
–
20,8
–
18
1
3.3.6. Напитки безалкогольные
–
–
7,5–12
–
–
–
8
–
187
30–48 200–100
32
150
80
60
Продукт
Кофе черный
с сахаром
Какао
с молоком
Минеральная
вода
Квас
Пиво разное
Вина сухие
(белое, красное)
Вино,
шампанское
полусухое
Вина
десертные,
крепленые
Ликер
Наливки
Углеводы
Белки, Жиры,
г
г
Простые Крахмал
Ккал
Порция
в ХЕ, г
ГИ
–
–
8
–
32
150
60
1,9
1,9
12,1
2,4
74
85
40
–
–
–
–
–
–
–
250
250–150
45
45
–
–
3.3.7. Напитки алкогольные
–
5
–
25
–
4,8–8,8
–
37–64
–
–
0,2
–
65–70
–
–
5
–
88
250
15–30
–
–
16–20
–
150–170
75
15–30
–
–
–
–
45
30
–
313
216
25
40
15–30
15–30
188
Учебное издание
ВТОРУШИНА Анна Николаевна
ГУСЕЛЬНИКОВ Михаил Эдуардович
КОПЫТОВА Анастасия Игоревна
ЛАРИОНОВА Екатерина Владимировна
НАЗАРЕНКО Ольга Брониславовна
САРАНЧИНА Надежда Васильевна
ШЕХОВЦОВА Наталья Сергеевна
ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ
(для технических вузов)
Учебное пособие
Корректура А.А. Цыганкова
Компьютерная верстка К.С. Чечельницкая
Дизайн обложки А.И. Сидоренко
Подписано к печати 27.12.2013. Формат 60×84/16. Бумага «Снегурочка».
Печать XEROX. Усл. печ. л. 10,99. Уч.-изд. л. 9,94.
Заказ 1499-13. Тираж 100 экз.
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru
190
Скачать

Практикум по экологии - Портал ТПУ