Экологические проблемы малых водных экосистем
Курсовая работа, 02 Апреля 2015, автор: пользователь скрыл имя
Краткое описание
Широкое использование природных ресурсов человеком в хозяйственной деятельности причиняет ущерб природе. Она стала терять свою уникальную способность к самовосстановлению. Из-за антропогенной нагрузки на природу нарушились естественные биологические циклы, природа все чаще ощущает негативное воздействие общества.
Содержание
Введение
1 Литературный обзор.
1.1 Экологические проблемы малых водных экосистем.
1.2 Эвтрофирование водной среды.
1.3 С/х угодья как источники поступления биогенных веществ в водные экосистемы.
1.3.1 Влияние минеральных удобрений на почвенные экосистемы.
1.3.2 Влияние минеральных удобрений на атмосферу.
1.3.3 Влияние минеральных удобрений на водные экосистемы.
1.3.4 Влияние минеральных удобрений на качество сельскохозяйственной продукции.
1.4 Влияние животноводческих объектов на окружающую среду.
2. Основная часть
2.1. Характеристика объектов загрязнения на водосборной территории.
2.2. Вынос биогенных веществ в водную экосистему с сельскохозяйственных угодий.
2.3. Вынос биогенов от обьектов животноводства.
2.4. Вынос биогенных веществ с территории населённых пунктов.
2.5. Вынос биогенных веществ с естественных экосистем.
2.6. Оценка экологической нагрузки биогенных веществ на водные объекты.
3.Обоснование водоохранных мероприятий.
Выводы
Список используемой литературы
Прикрепленные файлы: 1 файл
экология курсовая.docx
— 117.96 Кб (Скачать документ)Qж=m·n·t/1000 , где
Qж – годовой выход экскрементов, т;
n – численность поголовья животных;
m – масса выхода экскрементов на 1 животного в сутки, кг;
t – расчетный период, сутки.
Qж= 5,1·108000·365/1000=201042 т/год
Затем рассчитывается объем воды, расходуемый для смыва экскрементов:
Qв=n·c·t/1000, где
Qв – годовой расход воды, т;
n – численность поголовья животных;
с – суточный расход воды,кг;
t – расчетный период, сутки.
Qв=108000·10·365/1000=394200 т
После этого определяется годовая масса сточных вод, для чего суммируется масса экскрементов и расход воды для смыва.
Qс= Qж + Qв
Qс=201042+394200=595242 т
Далее рассчитывается масса твердой и жидкой фракций. Для этого используются следующие уравнения:
Мт= Qж·Vт/Vз, где
Мт – масса твердой фракции,т;
Qж – годовой выход экскрементов, т;
Vт – влажность твердой фракции, %(показатель в диапазоне от 82 до 86%)
Vз – влажность экскрементов, %(показатель в диапазоне от 87 до 92%)
Мт=201042·85/90=189873 т
Мж= Qс – Мт, где
Мж – масса жидкой фракции, т;
Qс - масса сточных вод, т;
Мт – масса твердой фракции, т.
Мж=595242-189873=405369 т
Твердая фракция складируется на отведенных территориях, с которых также выносятся биогенные вещества их количество в навозе и потери рассчитываются как с ферм. Вынос азота принимается в размере 2% от исходного содержания, а фосфора – 0,2%.
Что касается концентрации азота и фосфора в 1 т навоза, то необходимо учесть их частичный переход в жидкую фракцию. Так, в сточных водах комплексов КРС содержание азота в 1 т составляет 0,9 - 2,1 кг, фосфора 0,3 -1,1 кг; для свинокомплексов 0,1 - 0,7 кг и 0,4 - 0,5 кг. Количество веществ в твердой фракции определяют как разность между общим содержанием и содержанием в жидкой фракции.
Для N: 4,5-0,2=4,3 кг - в твердой фракции N
Для P: 1,9-0,4=1,5 кг – в твердой фракции Р
Потери твердой фракции составят:
Для (N) W т.ф.=Мт.ф.·4,3=816454 кг
Для (Р) Wт.ф.=Мт.ф.·1,5=284810 кг
Для (Р):
284810-100%
Х-0,2%
Х=569,6кг
Для (N):
816454-100%
Х-2%
Х=16329,1кг
Жидкая фракция в хозяйствах используется по разному:
- отправляется на 569,6 биологическую очистку и отводится в реки;
-идет на орошение полей,
где возделываются сельскохозяйственные
культуры.
Если жидкая фракция направляется для орошения сельскохозяйственных культур, то поступление загрязняющих примесей определяется по формуле:
Рж = 4,21·Mж·WJ(1-П), где:
Рж - поступление биогенного вещества в водный объект с жидкой фракцией за 1 год, кг;
Мж - масса жидкой фракции, т;
W - содержание биогенного вещества в жидких отходах, кг - в 1 т;
J - коэффициент, учитывающий
динамику поступления
П- количество примесей , задерживаемых почвой, в долях от единицы;
4,21 - переходный коэффициент к годовому выходу навоза.
Рж (N)= 4,21·405369·0,2·0,3(1-0,005)=101884,2кг
Рж(Р)=4,21·405369·0.4·0,3(1-0,0025)=204280,4кг
Комплекс КРС:
Масса экскрементов, выделяемых за год животными:
Qж=m·n·t/1000
Qж=30·2100·365/1000=22995 кг
Объем воды, расходуемый для смыва экскрементов:
Qв=n·c·t/1000
Qв=2100·30·365/1000=22995 кг
Годовая масса сточных вод:
Qс= Qж + Qв
Qс=22995+22995=45990 кг
Масса твердой фракции:
Мт= Qж·Vт/Vз
Мт= 22995·85/90=21717,5 т
Масса жидкой фракции:
Мж= Qс – Мт
Мж=45990-21717,5=24272,5 т
Содержание биогенных веществ в твердой фракции:
Для N: 4,5-2,0=2,5 кг - в твердой фракции N
Для P: 2,3-1,0=1,3 кг – в твердой фракции Р
Потери твердой фракции составят:
Для (N) W т.ф.=Мт.ф.·2,5=54293,8 кг
Для (Р) Wт.ф.=Мт.ф.·1,3=28232,8 кг
Для (Р):
28232,8-100%
Х-0,2%
Х=56,5кг
Для (N):
54293,8-100%
Х-2%
Х=1085,9 кг
Поступление биогенного вещества в водный объект с жидкой фракцией:
Рж = 4,21·Mж·WJ(1-П)
(N) Рж=4,21·24272,5·2·0,3(1-0,005)=61005,7кг
(Р) Рж=4.21·24272.5·1·0.3(1-0.002)=30594,9кг
2.4 Расчет поступления
биогенных веществ с естественных
растительных сообществ
Биогенную нагрузку определяют по зависимости:
Рлеса=W. L. F .а
где Рлеса – поступление биогенных веществ с лесных экосистем в водный объект, кг;
W – удельное количество
элемента, поступившего в лесную
подстилку с растительным спадом,
кг/га;
L – коэффициент естественных
потерь элемента при разложении
спада (N = 0.035, Р = 0.008);
а – коэффициент миграции в зависимости от удаленности водного источника
F – площадь леса, га;
1 субводосбор
(N) Рлес смеш.1=37. 0,035. 22. 1=28 кг
(P)Рлес смеш.1=5,4.0,008.22. 1=1 кг
(N)Pлес смеш2=37.0,035.82.1=106 кг
(P)Pлес смеш2=5,4.0,008.82.1=4 кг
(N)Рлес смеш3=37.0,035.138.0,6=107 кг
(P)Рлес смеш3=5,4.0,008. 138.0,6=4 кг
2 субводосбор
(N)Pлес смеш1=37.0,035.79.1=102 кг
(P)Pлес смеш1=5,4.0,008.79.1=3 кг
(N)Pлес смеш2=37.0,035.61.1=79 кг
(P)Pлес смеш2=5,4.0,008.61.1=3 кг
3 субводосбор
(N)Pхв.лес=16.0,035.29.1=16 кг
(P)Pхв. лес=4,3.0,008.29.1=1 кг
(N)Pлиств.лес 1=48.0,035.32.1=54 кг
(P)Pлиств.лес 1=7,3.0,008.32.1=2 кг
(N)Pлиств.лес2=48.0,035.169.0,8=227 кг
(P)Pлиств.лес2=7,3.0,008.169.0,8=8 кг
5 субводосбор
(N)Pсмеш.лес=37.0,035.285.0,8=295 кг
(P)Pсмеш.лес=5,4.0,008.285.0,8=10 кг
Вынос к водному объекту элементов при разложении лугового и растительного опадав вычисляют по формуле:
W луга= W F а
где: W луга - поступление биогенных веществ травянистых сообществ в водный объект, кг;
W - удельный вынос элемента при разложении растительного опада, кг/га;
F - площадь луга;
а - коэффициент миграции в зависимости от удаления водного источника.
1 субводосбор
(N)Wест.сенок.=1,8.101.0,4=73 кг
(P)Wест.сенок.=0,04.101.0,4=2 кг
2 субводосбор
(N)Wест.сенок 1=1,8.184.0,6=199 кг
(P)Wест.сенок 1=0,04.184.0,6=4 кг
(N)Wест.сенок2=1,8.74.0,4=53 кг
(P)Wест.сенок2=0,04.74.0,4=1 кг
3 субводосбор
(N)Wест.сенок=1,8.122.0,9=198 кг
(P)Wест.сенок=0,04.122.0,9=4 кг
(N)Wболота верх 1=1,8.6.1=11 кг
(P)Wболота верх 1=0,04.6.1=0,2 кг
(N)Wболота верх 2=1,8.30.1=54 кг
(P)W болота верх 2=0,04.30.1=1,2 кг
4 субводосбор
(N)Wест.сенок1=1,8.81.1=146 кг
(P)Wест.сенок1=0,04.81.1=3 кг
(N)Wест.сенок2=1,8.100.0,8=144 кг
(P)Wест.сенок 2=0,04.100.0,8=3 кг
(N)Wест.сенок3=1,8.241.0,9=390 кг
(P)Wест.сенок3=0,04.241.0,9=9 кг
(N)Wкустарн.1=48.0,035.18.1=30 кг
(P)W кустарн.1=7,3.0,08.18.1=11 кг
(N)W кустарн.2=48.0,035.91.1=153 кг
(P)W кустарн.2=7,3.0,08.91.1=53 кг
5 субводосбор
(N)Wболото верх 1=1.8.26.1=47 кг
(P)Wболото верх 1 =0,04.26.1=1 кг
(N)Wболото верх 2 =1,8.21.1=38 кг
(P)Wболото верх 2=0,04.21.1=1 кг
(N)Wболото верх3=1,8.96.1=173 кг
(P)Wболото верх3=0,04.96.1=4 кг
2.5 Вынос биогенных
веществ с территорий населенных
пунктов
Расчет поступления веществ с жилых объектов осуществляют по следующим уравнениям:
1. Для стоков, не проходящих очистные сооружения:
Рc1=W. n. a.10-3 .t
380чел
(N)Pc1=2.62.380.365.0.8.10-3=291 кг
(P)Pc1=1,45.380.365.0,8.10-3=161 кг
360чел.
(N)Pc1=2.62.360.365.0.8.10-3=275кг
(P)Pc1=1,45.360.365.0,8.10-3=152 кг
2. Для стоков, проходящих через очистные сооружения:
Рc1=W.n.(1-p) a.10-3.t
Где Рc1 – вынос биогенных веществ с жилых объектов, кг;
W – удельное поступление элемента с бытовыми стоками ( для N = 2.62 г/сутки на человека, для Р = 1.45 г/сутки);
n – численность населения;
t – расчетный период, сутки;
p – коэффициент, характеризующий эффективность очистки бытовых стоков от элемента;
a – коэффициент миграции.
4120 чел.
(N)Pc1=2.62.4120(1-0.50)0.6.10-3.365=1182 кг
(P)Pc1=1,45.4120(1-0,30)0,6.10-3.365=916 кг
Объем загрязнений, формирующийся в результате стоков с застроенной части сельских населенных пунктов, рекомендуется выполнять по зависимости:
Рc2=(W .F .a .t) .10-3
где Рc2 – вынос элемента, кг;
W – удельное поступление
элемента с хозяйственных застроек
(для N – 16.62 г, для Р – 8.22 г);
t – расчетный период, сутки;
F – площадь, занятая под хозяйственными застройками, га;
а – коэффициент миграции;
4120 чел.
(N)Pc2=(16.62.105.365.0.6)10-3=382 кг
(P)Pc2=(8,22.105.365.0,6)10-3=284 кг
380 чел.
(N)Pc2=(16,62.56.365.0,8)10-3=272 кг
(P)Pc2=(8,22.56.365.0,8)10-3=134 кг
360 чел.
(N)Pc2=(16,62.40.365.0,8)10-3=194 кг
(P)Pc2=(8,22.40.365.0,8)10-3=96 кг
Общий вынос для каждого элемента будет равен:
Рс =Рс1 + Рс2
4120 чел.
(N)Pc=1182+382=1564 кг
(P)Pc=284+916=1200 кг
380 чел.
(N)Pc=291+272=563 кг
(P)Pc=161+164=295 кг
360 чел.
(N)Pc=275+194=469 кг
(P)Pc=152+96=248 кг
2.6. Оценка экологической нагрузки биогенных веществ на водный объект
Биогенную нагрузку на реки, озера, водохранилища оценивают по концентрации элементов в стоках. Обычно определяют среднесуточную концентрацию соединений азота и фосфора от конкретного источника. Для сельскохозяйственных угодий, населенных пунктов, естественных экосистем, территорий хранения навоза и площадей утилизации жидкой фракции среднюю экологическую нагрузку рассчитывают по следующим уравнениям:
С(NО3)= 4,5•10?·P·?•Ф/V•F·t
С(P2О5)= P· 10? •Ф/ V•F·t где:
С - концентрация биогенного вещества, мг/л;