Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
RR_BZhD_Ogorodnik.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

Розрахункова робота №4. Забруднення атмосфери аерозолями та його вплив на здоров'я людини.

Мета роботи: усвідомити небезпеку для здоров'я людини антропогенного забруднення атмосфери аерозолями.

Теоретичні відомості

Атмосферою (від грецького «атмос» - пара, «сфера» - куля) називають зовнішню газову оболонку Землі. Чисте сухе атмосферне повітря є сумішшю газів, яка складається переважно з азоту (78%), кисню (21%), аргону (0,9%), вуглекислого газу (0,03%). Склад атмосферного повітря дуже швидко змінюється за рахунок надходження в атмосферу твердих частин (попіл і пил) та різноманітних газоподібних речовин.

Існує фізичне і хімічне забруднення атмосфери. Внаслідок господарської діяльності у повітряний басейн сучасних промислових зон та великих міст надходять домішки антропогенного характеру, органічних кислот, ефірів, нітросполук, ароматичних вуглеводі тощо. Для більшості з них встановлені норми ГДК (гранично-допустимі концентрації).

Хід роботи

Відносна частка площі легень людини, яку можуть покрити тверді частинки пилу протягом років проживання на територіях з різним рівнем забруднення атмосфери аерозолями. Для проведення розрахунків вихідними умовами служать:

  • вік людини, щодо якого проводимо розрахунок;

  • концентрація частинок пилу в повітрі;

  • середній розмір частинок пилу;

  • середній об'єм повітря, яке вдихає людина за рік (див. табл. 1).

Таблиця 1. Середній об'єм повітря, який вдихає людина

Вік

Об'єм повітря за рік, мЗ

Кількість років

Всього, м3

1

2

3

4

до 1 року

1044

1

1044

1-2 роки

1886

1

1886

2-7 років

3183

5

15915

до 1 року

1044

1

1044

1-2 роки

1886

1

1886

2-7 років

3183

5

15915

7-12 років

5185

5

25925

12-17 років

7340

5

36700

> 17 років

8109

п

8109 п

Частку площі легень, вкриту пилом , розраховують за формулою:

Р = S1/S2, (4)

де S1 - середньостатистична площа легень людини, яка при­близно рівна 125 м ; S2 - площа, яку можуть вкрити одинарним шаром частинки пилу, що потрапили в легені.

Ця площа визначається за формулою:

S2=S0·N0 (5)

де Sо - площа, яку покриває одна частинка; N - кількість частинок, які містяться у легенях.

Площа, яку покриває одна сферична частинка пилу радіусом r, рівна

S0 = π r 2 (6)

а кількість частинок, які осідають у легенях, визначається за об'ємом повітря V, що вдихає людина за Т років, а саме:

N0 = С·V·к1(1-к2) (7)

де С - концентрація частинок пилу в повітрі, шт./м; V- середній об'єм повітря, який вдихає людина протягом Т років, м (визначається за табл. 1); к1 - коефіцієнт, що враховує, яка частка пилу, що потрапляє в легені, залишається в них (к1=0,1); к2 - коефіцієнт, що враховує частку пилу, яка потрапивши у легені, з часом розсмоктується (к2=0,9).

Варіанти завдань наведені у табл. 2.

Таблиця 2. Варіанти індивідуальних завдань

№з/п

Радіус

часточок г,

мкм

Концентрація пилу С,

шт./смЗ

Вік людини Т, роки

Р

1

2

3

4

5

1

0,10

0,5 103

60

2

0,11

1,0 103

55

3

0,12

5,0 103

50

4

0,13

10,0 103

45

5

0,14

30,0 103

40

6

0,15

50,0 103

45

7

0,16

60,0 103

50

8

0,17

100,0 103

55

9

0,18

200,0 103

60

10

0,19

400,0 103

65

11

0,20

0,5 103

70

12

0,21

1,0 103

65

13

0,22

5,0 103

60

14

0,23

10,0 103

55

15

0,24

30,0 103

50

16

0,25

50,0 103

45

17

0,26

60,0 103

50

18

0,27

100,0 103

55

19

0,28

200,0 103

60

20

0,29

400,0 103

65

21

0,5

0,5 103

70

22

0,31

1,0 103

65

23

0,32

5,0 103

60

24

0,33

10,0 103

55

25

0,34

30,0 103

50

26

0,35

50,0 103

45

27

0,36

60,0 103

50

8

0,37

100,0 103

55

29

0,38

200,0 103

60

30

0,39

400,0 103

65

Знайти відносну частку площі легень людини, яку додатково можуть покрити частинки диму від паління цигарки протягом і років. Вихідні дані для проведення обчислень:

  • кількість років, протягом яких людина палить;

  • маса смоли, що утворюється при спалюванні однієї цигар­ки;

  • кількість цигарки, яку в середньому випалює один курець за один день;

  • середній розмір частинок диму.

Спочатку знаходимо скільки сферичних частинок смоли радіусом г, які утворюються при спалюванні однієї сигарети, за формулою:

n = M/m (8)

де М - маса смоли, що утворюється при спалюванні однієї цигарки; р - густина смоли, яку приймаємо рівною 110 кг/м ; m - маса однієї частинки диму радіусом r.

Далі визначаємо кількість цигарки, яку випалює курець за t років при викурюванні g цигарок за один день, за формулою:

n1= 365gt (9)

Потім знаходимо кількість частинок смоли, що осідають у легенях, за формулою:

де к1 - коефіцієнт, який враховує частку диму, що потрапляє в легені та залишається в них (к1=0,1), і к2 - коефіцієнт, що враховує частку диму, який, потрапивши в легені, з часом розсмоктується (k2 =0,5).

Далі знаходимо площу, яку покривають частинки диму, за формулою:

S3= π r 2 ·N1 = 274 M·g·t·k1(1-k2) / pr 3 (10)

Звідси, частка легень, покрита частками диму, рівна:

P=S3/S1 (11)

Варіанти завдань наведені в табл. 3. При проведенні розрахунків приймаємо, що частинки диму мають радіус 0,1 мкм.

№

з.п

Маса смоли, утворюється при спалювані однієї цигарки, M

Кількість цигарок, які випалює курець за один день, g

Кількість років куріння, t

Р

1

2

3

4

5

1

0,50

11

1

2

0,51

12

2

3

0,52

13

3

4

0,53

14

4

5

0,54

15

5

6

0,55

16

6

7

0,56

17

7

8

0,57

18

8

9

0,58

19

9

10

0,59

20

10

11

0,61

3

12

12

0,58

12

8

13

0,43

8

30

14

0,81

6

25

15

0,63

10

14

16

0,54

9

1

17

0,59

15

8

18

0,51

25

5

19

0,50

37

4

20

0,74

12

10

21

0,63

14

5

22

0,55

2

6

23

0,49

13

9

24

0,65

15

11

25

0,78

32

10

26

0,71

28

15

27

0,52

30

28

28

0,53

22

24

29

0,61

26

26

30

0,67

28

24

Таблиця 3. Варіанти індивідуальних завдань

Завдання:

  1. Визначити відносну частку площі легень людини, яку можуть покрити тверді частинки пилу протягом років проживання на територіях з різним рівнем забруднення атмосфери аерозолями.

  2. Знайти відносну частку площі легень людини, яку додатково можуть покрити частинки диму від паління цигарки протягом і років.

  3. Зробити висновок про вплив запиленості атмосферного повітря на стан легенів людини, порівнявши здобуті результати розрахунків для різного ступеня запиленості атмосфери.

Контрольні запитання:

  1. Опишіть складові природного середовища.

  2. Назвіть основні види забруднення гідросфери.

  3. Назвіть основні види забруднення літосфери.

  4. Опишіть екологічні проблеми, які виникли унаслідок забруднення природного середовища.

  5. Які екологічні проблеми, що пов'язані з забрудненням атмосфери, відносяться до глобальних?

а) утворення смогів та випадання кислотних дощів;

б) випадання кислотних дощів та підвищення середньої температури Землі;

в) зменшення вмісту озону в верхніх шарах атмосфери та підвищення середньої температури Землі;

г) зменшення вмісту озону в верхніх шарах атмосфери та ут­ворення смогів;

д) випадання кислотних дощів та зменшення вмісту озону в верхніх шарах атмосфери.

Література: [11],[12]

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]