Содержание

Упражнение 3

1. В Новосибирской области в 1995 г. из россыпей долины реки Суенги было намыто 174 кг золота при среднем его извлечении 0,2 г из 1 м3 песков. Драга выбирает перед собой пески, промывает их и сбрасывает за собой, постепенно продвигаясь по россыпи. Рассчитайте длину и площадь нарушенного драгой участка земли за сезон, принимая ширину разрабатываемой россыпи 50 м и мощность отрабатываемого слоя песков 2 м. Оцените ориентировочную массу уничтоженной драгой растительности. Сколько лет, по-вашему мнению, понадобится для восстановления биоценозов на нарушенном участке долины реки?

Упражнение 5

На бессточное озеро (рН воды в нем 6,7) площадью (S) 12 км2 и средней глубиной (Н) 3 м выпало в течение нескольких часов 30 мм кислых дождевых осадков (h). Требуется:

а) при какой величине рН дождевого осадка величина рН воды озера снизится до 5,0. Приведет ли это к угрозе гидробионтам?

б) определить массу серной и азотной кислот, поступивших в озеро с дождевой водой, исходя из того, что с первой и второй из них в озеро поступило соответственно 60 % и 40 % массы актив¬ных ионов водорода, содержавшихся в дождевом осадке.

Возможный дополнительный приток дождевой воды в озеро с его водосборной площади при выполнении задания не учитыва¬ется.

Упражнение 9

В печати сообщается, что р. Обь даже на расстоянии десятков километров вниз по течению от г. Новосибирска загрязнена. В частности указывается, что содержание меди в обской воде достигает 3 ПДК, а нефтепродуктов – 6 ПДК.

О каких видах ПДК этих веществ идет речь: для водных объектов хозяйственно-питьевой категории водопользования или водных объектов рыбохозяйственного значения? Для ответа на вопрос рассчитайте, какое количество меди и нефтепродуктов должно ежесуточно сбрасываться в р. Обь предприятиями г. Новосибирска в каждом из указанных вариантов. Оцените реальность этих событий.

Средний расход воды в р. Обь составляет 5000 м3/сут. Условно принимаем, что коэффициент полноты смешения сточных вод, сбрасываемых новосибирскими предприятиями в р. Обь, с речной водой равен в контролируемом створе реки 0,7.

Упражнение 18

Цезий-137 обладает большим химическим сродством с калием и поэтому способен активно замещать его в мышечной ткани организмов.

Примем, что в теле сотрудника АЭС накопилось 0,015 мг этого радионуклида. Требуется рассчитать годовую эквивалентную поглощенную дозу излучения в зивертах, обусловленную внутренним облучением этого сотрудника, и сравнить ее с предельно допустимой дозой, составляющей для персонала АЭС 0,05 Зв/год.

Данные для расчета: Сs-137 – ?-излучатель, Е? = 0,52 МэВ, при каждом распаде ядра цезия помимо ?-частиц выделяется ?-квант с энергией Е? = 0,66МэВ, облучению подвергается все тело сотрудника массой 70 кг.

Задача 3 (б)

Выводы

Упражнение 3

1. В Новосибирской области в 1995 г. из россыпей долины реки Суенги было намыто 174 кг золота при среднем его извлечении 0,2 г из 1 м3 песков. Драга выбирает перед собой пески, промывает их и сбрасывает за собой, постепенно продвигаясь по россыпи. Рассчитайте длину и площадь нарушенного драгой участка земли за сезон, принимая ширину разрабатываемой россыпи 50 м и мощность отрабатываемого слоя песков 2 м. Оцените ориентировочную массу уничтоженной драгой растительности. Сколько лет, по-вашему мнению, понадобится для восстановления биоценозов на нарушенном участке долины реки?

Решение:

174 кг = 174000 г

1 м3 песков-------------0,2 г золота

Х м3 песков-------------174000 г золота

Х = 174000 / 0,2 = 8,7 * 105 м3 - объем переработанных песков

Площадь нарушенного драгой участка земли равна:

S = V / h,

где V – объем переработанных песков; h – мощность отрабатываемого слоя песков.

S = 8,7 * 105 / 2 = 4,35 * 105 м2

Длина нарушенного драгой участка земли равна:

l = S / b,

где b - ширина разрабатываемой россыпи.

l = 4,35 * 105 / 50 = 8700 м

Примем массу растительности (корень и верхний побег с листьями) в 1м3 равной 5 кг (в долине рек растут как травы, так и кустарники).

1 м3----------4 кг

8,7 * 105 м3 ---------Х кг

Х = 8,7 * 105 * 4 = 3,48 * 106 г или 3,48 тонн растительности будет уничтожено драгой

Восстановление биоценозов на нарушенном участке долины реки может вообще не произойти или оно будет очень долгим, так как очень велика глубина разработки, вследствие чего идет перемешивание слоев почвы, изменение ее водного режима (близкое залегание грунтовых вод в почве может привести к заболачиванию разрабатываемой территории), плодородия и т.п. Для восстановления биоценоза необходимо чтобы восстановилась почва, а на ее восстановление могут уйти сотни, тысячи лет.

2. Из мировых россыпей в двадцатом веке добыто 3000 т золота при среднем извлечении его 0,5 г/м3 песков. При тех же параметрах отработанных россыпей (2х50 м) сопоставьте суммарный путь, пройденный драгами, с протяженностью какой-нибудь крупнейшей реки мира. Какая масса песков при этом была промыта (удельную насыпную плотность их принять 2 кг/дм3)?

Решение:

3000 т = 3 * 109 г

174 кг = 174000 г

1 м3 песков-------------0,5 г золота

Х м3 песков-------------3 * 109 г золота

Х = 3 * 109 / 0,5 = 6 * 109 м3 - объем переработанных песков

Путь, пройденный драгами равен:

l = V / (h * b),

где V – объем переработанных песков; h – мощность отрабатываемого слоя песков; b - ширина разрабатываемой россыпи.

l = 6 * 109 / (2 * 50) = 6 * 107 м или 60000 км

Этот путь, пройденный драгами, в 11 раз больше длины р. Обь (с Иртышом) – 5410 км, в 10 раз - Миссисипи (с Миссури и Ред-Роком) – 5971 км и в 9 раз - р. Нил (с Кагерой) – 6671 км.

Масса промытых песков равна:

m = V * ?,

где ? – удельная насыпная плотность песков.

кг/дм3 = 1000 кг/м3

m = 6 * 109 * 1000 * 2 = 12 * 1012 кг

Упражнение 5

На бессточное озеро (рН воды в нем 6,7) площадью (S) 12 км2 и средней глубиной (Н) 3 м выпало в течение нескольких часов 30 мм кислых дождевых осадков (h). Требуется:

а) при какой величине рН дождевого осадка величина рН воды озера снизится до 5,0. Приведет ли это к угрозе гидробионтам?

б) определить массу серной и азотной кислот, поступивших в озеро с дождевой водой, исходя из того, что с первой и второй из них в озеро поступило соответственно 60 % и 40 % массы актив¬ных ионов водорода, содержавшихся в дождевом осадке.

Возможный дополнительный приток дождевой воды в озеро с его водосборной площади при выполнении задания не учитыва¬ется.

Решение:

рН - это водородный показатель воды, характеризующий содер¬жание в ней активных ионов водорода (Н+). Численно рН= - lg [H+], где концентрация H+ выражена в моль/дм3 (моль/л) во¬ды. Поскольку моль H+ равен 1 г, то для разбавленных водных растворов можно принимать, что рН = - lg [H+], где [H+] выражена в г/л.

При рН равной 5,0 развитие гидробионтов угнетается, некоторые виды полностью погибают.

а) рН воды озера была 6,7, т.е. [H+] = 1 * 10-6,7 = 0,2 * 10-6 г/л

V (озера) = 12 * 106 * 3 = 36 * 106 м3 (36 * 103 л)

0,2 * 10-6 г H+-----------------1 л

Х г H+ ----------------36000 л

Х = 0,2 * 10-6 * 36000 = 7,2 * 10-3 г H+ в озере

рН воды озера после выпадения осадков стала 5,0, т.е. [H+] = 1 * 10-5,0 = 1 * 10-5 г/л

V (озера) = 12 * 106 * 3 = 36 * 106 м3 (36 * 103 л)

1 * 10-5 г H+-----------------1 л

Х г H+ ----------------36000 л

Х = 1 * 10-5 * 36000 = 0,36 г H+ в озере

Масса H+ в кислых осадках равна:

0,36 - 7,2 * 10-3 = 0,3528 г H+ в осадках

V (выпавшей воды) = 12 * 106 * 0,03 = 3,6 * 105 м3 (360 л)

0,3528 г H+ -------------360 л

Х г H+ -------------1 л

Х = 0,353 / 360 = 9,8 * 10-4 г H+

рН (дождевого осадка) = - lg 9,8 * 10-4 = 3,0

б) Массы кислот, поступивших в озеро с дождевой водой, рас¬считывают по значению их химических эквивалентов.

Масса H+ в дождевой воде равна 0,3528 г.

Масса H+ поступившая с серной кислотой равна 0,3525 * 0,6 = 0,2117 г.

Масса H+ поступившая с азотной кислотой равна 0,3528 * 0,4 =0,1411г.

При условии полной диссоциации H2SO4 (дает 2 протона водорода), в воду введено: 0,2117 * 98 / 2 = 10,37 г этой кислоты.

При условии полной диссоциации HNO3, в воду введено: 0,1411 * 63 = =8,89 г этой кислоты (в одном моле HNO3, равном 63 г, содержится 1 г H+).

Примечаний нет.