Экологические аспекты взаимодействия человека, инженерных сооружений с окружающей средой

Элементы деятельности организации, продукции и услуг, которые могут взаимодействовать с окружающей средой, называют экологическими аспектами.

Примерами являются: сбросы, выбросы в атмосферу, расходование или повторное использование материалов, а также шумовое воздействие.

Изменения окружающей среды отрицательного или положительного характера, полностью или частично являющиеся следствием экологических аспектов, называют воздействиями на окружающую среду.

В результате хозяйственной деятельности человека или непосредственного общения людей с окружающей природной средой в природе постоянно отмечаются какие-то изменения. Эти изменения носят название антропогенные, т.е. вызванные деятельностью человека.

Выделяют четыре главных направления воздействия человека на биосферу:

1. Изменения структуры земной поверхности: распашка целинных земель, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоёмов и другие изменения поверхностных вод и т.д.

2. Изменения состава биосферы, круговорота и баланса входящих в неё веществ - добыча ископаемых, создание отвалов выработанных пород, выбросы различных веществ в атмосферу и гидросферу, изменения влагооборота.

3. Изменение энергетического и, в частности, теплового баланса отдельных регионов и планеты в целом.

4. Изменения, вносимые в биоту - совокупность живых организмов; истребление некоторых организмов, создание новых пород животных и растений, перемещение организмов (акклиматизация) в новые места.

Все антропогенные изменения в природе можно разделить на две категории:

- преднамеренные (освоение земель под с/х культуры или многолетние насаждения, сооружение водохранилищ, строительство городов)

- попутные (изменения газового состава атмосферы, загрязнения окружающей среды)

Научно-технический прогресс, способствующий бурному развитию производительных сил, несомненно даёт человеку много благ: рост урожайности, бытовой комфорт, быстроту передвижения по планете, возможность удовлетворения всевозможных материальных и духовных запросов, прогресс медицины.

Положительные последствия НТП можно перечислять до бесконечности, но за некоторые блага человечество расплачивается дорогой ценой - уничтожение природы во многих районах.

Моделирование технологических процессов в техносфере. Виды моделей. Расчет коэффициентов линейного уравнения регрессии. Проверка значимости коэффициентов и адекватности уравнения регрессии

Моделирование – установление закономерностей модели, дающее информацию об исследуемом процессе или явлении. Модель - система, отражающая отдельные стороны явления, процесса.

Видов моделирования: аналоговое (имитационное) - перенос закономерностей или законов с одной системы на др.; физическое - основанное на масштабах увеличения и уменьшения размеров системы; математическое - установление или получение математической моделей; комбинированное - сочетание нескольких видов моделирования.

В системном анализе выделяют четыре типа моделей: модель типа «черный ящик»; модель состава; модель структуры; комплексная модель

Основные параметры:

U-входные видимые неуправляемый элемент

X-входной управляемый элемент

Z-входной невидимый неуправляемый

Y-выходные переменные

Входные эффекты представляют собой внешние факторы по отношению к рассматриваемой системе, а выходные эффекты могут быть изменениями ее свойств и характеризоваться комплексом параметров.

Метод планирования экспериментов (или ПФЭ )

Если модель с одним входным и одним выходным параметром (простейшая модель), то: - линейное уравнение. Если несколько выходных параметров: . Если парные взаимодействия значимы (нелинейная зависимость): .

Все факторы делят на 2 уровня (нижний и верхний) и переводят в кодированную систему. Для нахождения коэффициентов нужно составить матрицу планирования (кол-во строк 2 ⁿ, где n – кол-во факторов, действующих на систему). Матрица строится таким образом, чтобы значение опытов, реализованных на практике, не повторялось.

Проверка значимости коэффициентов проходит с учетом критерия стьюдента.

Для детального исследования области оптимума применяют планы второго порядка. Число строк матрицы равно: N = 2ⁿ + 2n.

5. Рациональное использование энергии – основа устойчивого развития биосферы. Наблюдение за энергетическими потоками. Виды энергетики.

Термодинамика устанавливает свойства систем (внутренняя энергия, теплота, работа), не прибегая к детальному рассмотрению процессов на молекулярном уровне.

Практическая ценность энергии определяется той ее частью, которая превращается в полезную работу.

Мера превратимой энергии в полезную работу называется эксергией. Она измеряется количеством механической или др. формы энергии, которая получена от данной системы в результате перехода из одного состояния в состояние равновесия с окружающей средой. При совершении работы за счет кинетической или потенциальной энергии, эксергия численно равна величине энергии.

Принципы рационального использования энергии решаются различными методами в промышленности и транспорте. В промышленности главная задача – использование вторичных энергетических ресурсов, а на транспорте – повышение КПД по преобразованию тепловой энергии в механическую.

Общие проблемы: учет экономических последствий применения энергетических устройств; экономное расходование энергетических ресурсов; выбор наиболее рационального пути преобразования одного вида энергии в др.

Решение этих проблем – сохранение устойчивого развития биосферы. Рациональное использование энергии непосредственно связанно с эффективностью источников энергии, которые делятся на:

¾ Традиционные источники (ГЭС, ТЭС, АЭС, двигатели внутреннего сгорания)

¾ Альтернативные источники (геотермальные, биоэнергетика, ветроэнергетика)

¾ Смешанные источники (атомно-водородные и солнечно-водородные установки)

Альтернативные и смешанные источники энергии, несмотря на высокие эколого-экономические показатели, составляют незначительную долю от традиционных.