91. В отчете сравнить скорости окисления оксида азота озоном и кислородом.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие4. Расчет выбросов газообразных веществ

при аварийных ситуациях (практическая работа 3 [1]).

Цель работы: Научиться рассчитывать превышение ПДК газообразных веществ при аварийных ситуациях на предприятиях.

Задание

Рассчитать превышение ПДК при аварийном разливе одинаковых объемов серной и азотной кислоты. Для решения использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 3 ([1], стр. 60). Исходные данные по ПДК и парциальному давлению веществ принять по справочным данным и ГН 2.2.5.1313-03. В отчете сделать вывод о наиболее опасной аварийной ситуации.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие5. Расчет числа молекул токсичных веществ в воздухе рабочей зоны (практическая работа 4 [1]).

Цель работы: Освоить методику расчета числа молекул токсичных

веществ в воздухе рабочей зоны при возникновении нештатных ситуаций

(выбросы с превышением ПДКм.р.).

Задание

Рассчитать число молекул сероводорода и метилмеркаптана в воздухе

рабочей зоны. Для решения использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 4 ([1] стр. 62). Сведения о ПДК веществ взять из

ГН 2.2.5.1313-03. В отчете представить расчеты и сделать вывод - количество молекул какого вещества в воздухе рабочей зоны максимально при заданных условиях.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие6. Расчет числа частиц пыли в воздухе рабочей зоны в штатном режиме работы предприятия (практическая работа 1 [1]).

Цель работы: Освоить методику расчета содержания аэрозолей в

воздухе рабочей зоны при соблюдении нормативных требований (в штатном режиме).

Задание

Определить сколько частиц угольной и бумажной пыли присутствует

в одном кубическом сантиметре воздуха рабочей зоны при концентрации,

равной ПДК. Для решения использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 1 ([1] стр. 56). Сведения о ПДК веществ взять из

табл. 3 ([1], стр. 243). В отчете представить расчеты и обосновать при каком технологическом процессе количество частиц пыли в воздухе рабочей зоны максимально при заданных условиях.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие7. Расчет площади осаждения аэрозолей

(практическая работа 2 [1]).

Цель работы: Научиться рассчитывать площадь загрязнения (осаждения) аэрозолями разных видов.

Задание

Рассчитать площадь осаждения аэрозолей древесной и мучной пыли

на стенках контейнера, используя условия и алгоритм решения задачи

практической работы 2 ([1], стр. 58). В отчете сделать вывод, какая пыль

при осаждении будет занимать большую площадь.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие8. Расчет скорости образования и гибели

атомарного кислорода и опасности фреонов для озонового слоя (практическая работа 6 [1]).

Цель работы: научиться рассчитывать скорости образования и гибели атомарного кислорода и оценивать опасность фреонов для озонового

слоя Земли.

Задание

Рассчитать во сколько раз скорость связывания атомарного кислорода в реакции синтеза озона выше, чем в реакции разрушения озона при температуре 20 0С. Для решения задачи использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 6 ([1], стр. 83). В отчете сравнить скорости процессов образования и разрушения озона и влияние на эти процессы температуры атмосферы.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие9. Защита рефератов

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие10. Расчет состава природных и сточных

вод (практическая работа 11 [1]).

Цель работы: Освоить методы расчета состава природных и сточных вод.

Задание

Рассчитать содержание хлористого магния в 1 кг морской воды, ото-

бранной у берегов Черного моря, если ее хлорность составляет в первом

случае 15%, во втором - 18%. Для решения использовать алгоритм реше-

ния задачи практической работы 11 ([1], стр. 156). В отчете сделать вывод,

как влияет хлорность на содержание хлористого магния в морской воде.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие11. Оценка кислотно-основного равновесия в природных водоема (практическая работа 12 [1]).

Цель работы: Научиться рассчитывать кислотность и щелочность

природных вод.

Задание

Рассчитать, какое значение рН будет иметь дождевая вода, находящаяся в равновесии с атмосферным воздухом, содержащим 0,04% (объем.)углекислого газа, 1,3 млрд-1 диоксида серы и 0,5 млрд-1 аммиака. Для решения использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 12 ([1], стр. 161). В отчете представить результаты расчетов. Сравнить изменения рН дождевой воды в зависимости от содержания компонентов, используя результаты задачи практической работы 12 ([1], стр.161).

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие12. Оценка окислительно-

восстановительных свойств природных и сточных вод (практическая работа 13 [1]).

Цель работы: Научиться рассчитывать расходы кислорода на окисление органических веществ в природных водах.

Задание

Рассчитать, какое количество органических веществ, которое может

быть окислено за счет растворенного в воде кислорода, содержащегося в 1

л природной воды при температуре 300С. Для решения использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 13 ([1], стр. 168). Используя результаты задачи практической работы 13 ([1], стр. 168), в отчете

сделать вывод о том, как влияет температура на количество окисленных в

воде органических веществ.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие13. Защита рефератов

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие14. Расчет гранулометрического состава

почвы (практическая работа 17 [1]).

Цель работы: Научиться рассчитывать гранулометрический состав

почвы.

Задание

Рассчитать гранулометрический состав почвы, содержащей 50% песка, 20% пыли, 10% глины. Для решения задачи использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 17 ([1], стр. 229). В отчете представить результаты расчетов и описание гранулометрического состава почвы.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие15. Расчет содержания соединений азота в

почвах (практическая работа 20 [1]).

Цель работы: Научиться рассчитывать формы азота в почвах.

Задание

Рассчитать количество нитратов в верхнем слое почвенного горизонта

(3000 г/га) в килограммах на гектар, если концентрация ионов NO3 - в экстракте составила 8 мг/л. Для решения задачи использовать условия и алгоритм решения задачи практической работы 20 ([1], стр. 238). В отчете представить результаты расчетов количества ионов в почвенном растворе и в верхнем слое почвы.

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие16. Защита рефератов

П ра кт ич ес ко е з ан ят ие17. Расчет аэрируемости и содержания кислорода в почвах (практическая работа 18 [1]).

Цель работы: Научиться рассчитывать содержание кислорода в воз-

духе почв.

Задание

Рассчитать объем кислорода в 1 м3 почвы и массу кислорода в почве в

г/м3, если объем пор почвы составляет 0,5 см3/см3, используя условия и алгоритм решения задачи 3 практической работы 18 ([1], стр. 233).

В отчете сделать вывод о том, как изменяется количество кислорода в

почве в зависимости от ее порозности.

6.5. К ра тк оео пи са ни е в ид овс ам ос то ят ел ьн ойр аб от ы

6.5.1. О бщ ийп ер еч ен ь в ид овс ам ос то ят ел ьн ойр аб от ы

1. Подготовка к промежуточному и итоговому контролю (контрольная

работа, тесты).

2. Освоение теоретического материала к практическим работам, решение домашних задач, письменные ответы на контрольные вопросы,оформление отчетов.

3. Написание реферата и доклада, разработка презентации к реферату.

6.5.2. М ет од ич ес ки е р ек ом ен да ци и д ляв ып ол не ни я к аж до гоз ад а-н ияс ам ос то ят ел ьн ойр аб от ы

1. Подготовка к промежуточному контролю (контрольная работа, тесты).

Ц ел ь р аб от ы: полноценное усвоение материала дисциплины, развитие способностей студентов к самообучению и повышению своего профессионального уровня, контроль освоения материала дисциплины.

О сн ов ны е р ек ом ен да ци и п о в ып ол не ни ю р аб от ы. Студент должен

самостоятельно повторить пройденный теоретический материал, физико-

химические законы и расчетные формулы, используя свой конспект лекций и основную литературу [1, 2]. Приобретенные в результате самоподготовки знания оцениваются по итогам написания тестов и контрольных работ.

Примеры тестов

1. Аэрозоль это коллоидные системы, в которых дисперсионной средой служит: а) водные пары атмосферы; б) воздух; в) азот атмосферы; г)кислород атмосферы.

2. Химические частицы с неспаренными электронами на внешних орбиталях: а) ионы; б) катионы; в) свободные радикалы; г) анионы.

3. Слой атмосферы, в котором протекает большинство метеорологических процессов и физико-химических превращений: а) озоновый слой; б)

стратосфера; в) ионосфера; г) тропосфера.

4. Имиссия это: а) ввод вредных веществ в организмы или растения; б)ввод вредных веществ в окружающую среду; в) вывод вредных веществ из

окружающей среды; г) изменение качества среды.

Примеры контрольных работ

Задание 1

1. Свойства атмосферы, солнечная постоянная, тепловой баланс атмосферы.

2. Понятия об аэрозолях.

3. Химический состав природных и океанических вод.

Задание 2

1. Константы скорости химических реакций, порядок реакций.

2. Парниковый эффект.

3. Трансформация и опасность загрязнителей в гидросфере.

Задание 3

1. Роль фреонов в разрушении озонового слоя. Заменители фреонов.

2. Поведение тяжелых металлов в водной среде.

3. Антропогенное загрязнение почвенной среды.

Задание 4

1. Циркуляция атмосферы и ее устойчивость.

2. Общие сведения о фотохимических процессах.

3. Планетарный почвенный покров.

Задание 5

1. Ионосфера и магнитное поле Земли.

2. Процессы трансформации земной коры под действием внешних и

внутренних факторов.

3. Химические реакции в гидросфере и их последствия.

2. Решение домашних задач, оформление отчетов

Цель самостоятельного решения задач –формирование и закрепление у студентов умения и практических навыков количественно оценивать и

прогнозировать состояние окружающей среды с использованием знаний

физических законов, действующих в техносфере.

Студент должен самостоятельно ознакомиться с теоретическим материалом каждой темы практических работ [1], кратко его конспектировать,решить типовые задачи, предложенные преподавателем. По каждой задаче сделать расчеты, построить графики (если есть в задании), выполнить анализ полученных результатов, сделать обобщения и выводы согласно поставленным целям, оформить отчет по форме (представлена выше), кратко письменно ответить на контрольные вопросы и защитить работу перед преподавателем.

Задание 1

Студент должен освоить теоретический материал, представленный в

[1, стр. 7–14], и решить задачу, в которой необходимо определить перепад

давления в атмосфере в слоях 30–50, 60–80 80–90 км. Для решения использовать формулу:

Р = - gH = - gMPH /(RT),

где g –ускорение свободного падения 9,81 м/с2 , Н –высота, км, и алгоритм решения задачи практической работы 1. В отчете сделать вывод о том, как влияет высота на изменение давления воздуха в атмосфере. Построить кривую изменения давления в атмосферном слое в зависимости от высоты. Письменно ответить на контрольные вопросы, выполнить задания.

Контрольные вопросы

1. Какими параметрами определяется состояние газа?

2. Какой газ называется идеальным?

3. Какая физическая величина называется давлением?

4. Напишите формулу закона Менделеева–Клайперона.

5. Как определяется плотность газа?

6. Когда процесс, происходящий с газом, считается изобарическим,

изохорическим, изотермическим?

7. Как изменяется давление и число молекул газов в атмосфере с высотой?

Задание 2

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 7–14] , ре-

шить следующую задачу.

На сколько градусов может измениться средняя глобальная температура атмосферы, если при прочих равных условиях (использовать условия задачи практической работы 2) в результате антропогенной деятельности

(при наличии парниковых газов) среднее значение альбедо Земли:

а) уменьшится на 10%;

б) уменьшится на 20%?

В отчете сделать вывод, как влияет наличие парниковых газов на изменение отражения Землей тепловой энергии. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Как распределяется в атмосфере солнечная радиация?

2. Что такое солнечная постоянная?

3. Сформулируйте закон Стефана–Больцмана.

4. Что такое «альбедо»? Какая часть электромагнитных волн отражается от подстилающей поверхности Земли?

Задание 3

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 14–20 и 90– 91], выполнить задание практической работы 8 [1, стр. 93], используя алгоритм решения задачи на стр. 91. Для расчета количества оксидов азота,

образующихся при сжигании угля, принять условия и задание практической работы 7. В отчете сравнить, какой уголь более безопасный по воздействию на атмосферу. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какие реакции называют фотохимическими?

2. Напишите уравнение, отражающее скорость химической реакции.

3. Напишите уравнение, отражающее константу скорости химической

реакции.

4. По какому признаку определяется порядок реакции?

Задание 4

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 26–32, 60– 61], выполнить задание практической работы 3 [1, стр. 60], используя алгоритм решения задачи на стр. 60. Исходные данные по ПДК и парциальному давлению веществ принять по справочным данным и ГН 2.2.5.1313-03. В отчете рассчитать превышение ПДК и сравнить вещества по возможным последствиям для здоровья человека, сделать выводы пролив какой химической жидкости является наиболее опасным, какие меры необходимо предпринять в первую очередь при аварийной ситуации. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какие химические вещества, кроме доминирующих, содержатся в

атмосфере?

2. Назовите естественные и антропогенные источники поступления

неорганических компонентов в атмосферу.

3. Почему опасно присутствие оксидов серы в атмосфере?

4. В каких реакциях принимают участие оксиды азота и чем они опас-

ны для атмосферы?

Задание 5

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 26–32], выполнить задание практической работы 4 [1, стр. 63], используя алгоритм

решения задачи на стр. 62. Исходные данные по ПДК среднесуточной и

максимально разовой веществ принять по справочным данным и ГН

2.2.5.1313-03. В отчете сделать вывод количество молекул какого вещества

максимально при заданных условиях. Оценить опасность загрязнителей,

предложить меры по ее ликвидации. Письменно ответить на вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение ПДКс.с. и ПДКм.р..

2. Перечислите ряд природных органических соединений, присутствующих в тропосфере.

3. Почему опасны смоги?

Задание 6

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 33 –37], выполнить задание практической работы 1 [1, стр. 57], используя алгоритм

решения задачи на стр. 56. Для определения ПДКм.р. использовать нормативные документы и ГН 2.2.5.1313-03, представленные в таблице 3 [1, стр.243]. При решении задания принять сферическую форму частиц, плотностьи размеры частиц определить по таблице 3. В отчете сделать вывод, какой из технологических процессов при штатном режиме обеспечивает большую запыленность воздуха. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Что такое атмосферный аэрозоль?

2. В каких условиях образуется аэрозоль? Чем он опасен для человека?

3. Что такое фотохимический смог?

Задание 7

Студент _должен освоить теоретический материал [1, стр. 33 –37], выполнить задание практической работы 2 [1, стр. 59], используя алгоритм

решения задачи на стр. 58. В отчете представить результаты расчетов и

сделать вывод, какая из пылей занимает больший объем и является более

опасной. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Каков химический и физико-химический состав аэрозолей?

2. Чем опасен терригенный аэрозоль?

Задание 8

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 21–32], выполнить задание практической работы 6 [1, стр. 84], используя алгоритм решения задачи на стр. 83. Для решения задачи по справочной литературе найти характеристики фреонов Ф-11 и Ф-152. Рассчитать скорость образования и гибели озона в присутствии фреонов. В отчете представить результаты расчетов и сделать вывод о влиянии фреонов на скорость образования

и гибели озона. Определить, какой из фреонов наиболее опасный. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Где располагается озоновый слой?

2. Какова его функция в биосфере?

3. Распишите цикл Чепмена.

4. В каких естественных реакциях разрушается озон?

5. Почему хлорный цикл опасен ля озонового слоя?

6. Дайте оценку явлению «озоновая дыра»

Задание 10

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 105–109,

156], выполнить задание практической работы 11 [1, стр. 157], используя

алгоритм решения задачи на стр. 156. Для решения задачи использовать

концентрации ионов, приведенные на стр. 156–157. В отчете представить

результаты расчетов и сделать вывод о содержании в воде ионов натрия и

хлористого натрия. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какие проблемы гидросферы относят к глобальным?

2. Какие ионы и в каком количестве следует ожидать в атмосферных

осадках: а) на побережье океана, б) в районах интенсивной вулканической

деятельности?

3. Сформулируйте закон Дитмара. Для решения каких задач он используется?

4. Какие катионы и анионы, содержащиеся в природных водах, называют главными?

Задание 11

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 111–114,

158–160], выполнить задание практической работы 12 [1, стр. 163], используя алгоритм решения задачи на стр. 161. В отчете представить результаты

расчетов и ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какое значение рH должны иметь атмосферные осадки, если при-

меси в атмосфере представлены только диоксидом углерода?

2. Как может измениться рH атмосферных осадков, если в воздухе появятся аммиак, диоксид серы?

3. Какие уравнения используются для описания карбонатной системы при равновесии с карбонатом кальция и воздухом, содержащим диоксид углерода?

Задание 12

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 114–133, 167]; выполнить задание практической работы 13 [1, стр. 169], используя алгоритм решения задачи на стр. 168. В отчете представить результаты расчетов и оценить количественную возможность окисления органических соединений природной водой водоема при заданных условиях. Дать письменные ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Перечислите особенности протекания окислительно-восстановительных процессов в природных водах.

2. Что такое стратификация природных водоемов? Что является ее причиной?

3. Чем отличаются олиготрофные и автотрофные водоемы в период

стратификации?

4. Как меняется с глубиной содержание кислорода в воде открытого океана?

Задание 14

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 188–191,229];, выполнить задания практической работы 17 [1, стр. 230], используя алгоритм решения задачи на стр. 229. В отчете представить результаты расчетов, описание гранулометрического состава почв, подвергнутых воздействию кислых дождей и ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какими параметрами характеризуются физические свойства почвы?

2. Дайте характеристику гранулометрическому методу анализа.

3. Как можно определить гранулометрический состав почв?

Задание 15

Студент должен освоить теоретический материал [1, стр. 195, 196,237, 238], выполнить задание практической работы 20 [1, стр. 240], используя алгоритм решения задачи на стр. 238. В отчете представить результаты расчетов содержания нитратов в верхнем слое почвы поля, используемого для выращивания сельскохозяйственных культур и поля, используемого для посева трав. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы