6. ГИДРОСФЕРА, ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
6.1. Что такое гидросфера?
6.2. Назовите важнейшее свойство гидросферы.
6.3. Что является начальным звеном круговорота воды в природе?
6.4. Назовите основное свойство воды как компонента экологеографической среды.
6.5. Какая скорость возобновления отдельных водных ресурсов гидросферы, которая выражается числом лет, необходимых для полного возобновления водных ресурсов?
6.6. Назовите лимитирующие факторы водной среды.
6.7. Как называется верхняя часть океана, куда проникает свет и где создается первичная продукция?
6.8. Каким фактором осуществляется дифференциация морской биоты?
6.9. Назовите три главные зоны озера. Выражены ли эти зоны в проточных водоёмах?
6.10. Определите вид сточной воды, если концентрация [Н+] равна 5*10-6,5.
6.11. Чем определяется качество водных объектов?
6.12. Что такое ПДС и для чего его выводят?
6.13. Какие показатели воды можно рассматривать как меру угрозы антропогенной эвтрофикации водного объекта?
6.14. Назовите основные источники загрязнения природных вод.
6.15. К каким последствиям приводит загрязнение вод нефтепродуктами?
6.16. К чему приводит интенсивная деградация малых рек?
6.17. Какую опасность представляют загрязнения вод органическими веществами?
6.18. Что такое тепловое загрязнение вод? К чему приводит тепловая нагрузка на водоём.
6.19. Какие существуют производственные ограничения на сброс сточные вод?
6.20. Назовите основные виды сточных вод.
6.21. По каким признакам разделяются промышленные сточные воды?
6.22. Что такое бактериальное загрязнение вод? К каким последствиям оно приводит?
6.23. Почему обработка промышленных и бытовых сточных вод осуществляется раздельно?
6.24. Назовите наиболее часто встречающиеся загрязнения промышленных сточных вод.
6.25. Почему промышленные сточные воды могут не разрушаться биологическим путем?
6.26. Назовите методы очистки сточных вод.
6.27. В чём назначение механической очистки сточных вод?
6.28. Перечислите основные физико-химические методы очистки сточных вод.
6.29. В чем сущность флотации?
6.30. Какие сорбенты применяют при адсорбционной очистке сточных вод?
6.31. В каком методе очистки сточных вод используют камеры хлопьеобразования?
6.32. Какие методы электрохимической очистки сточных вод Вы знаете?
6.33. Использование какого метода очистки сточных вод позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси?
6.34. На чем основано применение химических методов очистки сточных вод?
6.35. Чем обусловлено разнообразие видов бактерий, используемых в биологической очистке сточных вод?
6.36. Какие методы наиболее эффективны для очистки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ)?
6.37. Назовите основные преимущества использования электрокоагуляции.
6.38. Какие реагенты используют для очистки сточные вод от цианидов?
6.39. Напишите основные процессы, протекающие на электродах при электрокоагуляции со стальными электродами.
6.40. Какие методы основаны на разделении отработанных СОЖ с помощью полупроницаемых мембран, пропускающих воду и задерживающих растворённые и эмульгированные частицы?
6.41. Какие реагенты можно использовать для нейтрализации кислых сточных вод? Приведите уравнения реакций.
6.42. В чем основное преимущество нейтрализации щелочных сточных вод углекислым газом? Приведите уравнение реакций.
6.43. Какие ионы, находящиеся в сточной воде: Fe2+, Ni2+, OH-, Ca2+, Cl-, - можно нейтрализовать углекислым газом? Приведите уравнения реакций.
6.44. С какими видами сточных вод можно смешать хромистые сточные поды и почему? Приведите уравнения реакций.
6.45. Напишите уравнение реакции реагентного метода очистки сточных вод от токсичного хрома (VI).
6.46. В чем заключается очистка сточных вод от нефтепродуктов?
6.47. Определите вид сточной воды (кислая или щелочная), если концентрация ионов ОН- равна (моль/л):
№ моль/л № моль/л
1 4*10-3 9 0,5*10-7
2 5,8*10-8 10 8,2*10-3
3 0,2*10-7 11 3,5*10-2
4 4,7*10-2 12 9*10-7
5 3,6*10-5 13 5,3*10-6
6 7*10-4 14 8*10-11
7 9*10-10 15 4,5*10-5
8 2*10-6 16 3*10-9
6.48. Сколько л 20%-ной соляной кислоты, плотностью 1,098 г/см3, потребуется для нейтрализации 700 л 5 М щелочной сточной воды?
6.49. Кислоты, содержащиеся в сточных водах машиностроительных производств, нейтрализуют известковым молоком (раствором Сa(ОН)2). Сколько л известкового молока, содержащего 500 г/л СаО, требуется для нейтрализации 100 л 6 % раствора соляной кислоты, плотностью 1,03 г/см3?
6.50. Определите концентрации ионов H+ и ОН- в сточной воде, водородный показатель которой равен: а) 3,2; б) 5,7; в) 9,4; г) 11,9; д) 1,6.
6.51. Для очистки сточной воды от токсичного шестивалентного хрома (в виде К2Cr2O7) в качестве восстановителя использовали сульфит натрия (Nа2SO3). Напишите уравнение реакции и рассчитайте количество сульфита натрия, необходимого для полного восстановления 750 г шестивалентного хрома.
6.52. Для очистки сточной воды от токсичного шестивалентного хрома (в виде К2Cr2O7) в качестве восстановителя использовали FeSO4. Напишите уравнение реакции и рассчитайте количество железного купороса, необходимого для полного восстановления 800 г шестивалентного хрома.
6.53. Сточная вода содержит ионы токсичного шестивалентного хрома. Для осаждения хромат-ионов использовали раствор, содержащий ионы Ba2+ и Sr2+ в концентрации соответственно 5*10-4 и 5*10-1 моль/л. Какой из осадков будет первым выпадать из раствора? ПР ВаCrO4 = 2,3*10-10, ПР SrCrO4 = 3,6*10-5.
6.54. Сточная вода содержит ионы CrO42- и CO32-. Концентрация какого иона должна быть больше и во сколько раз, чтобы осаждение карбоната и хромата бария началось одновременно? ПР ВаCrO4 = 2,3*10-10; ПР ВаСО3 = 7*10-9.
6.55. Напишите уравнение реакций и рассчитайте количество ВаСl2, необходимого для полного осаждения 750 г шестивалентного хрома, содержащегося в сточной воде.
6.56. При электролизе сточной воды при токе силой 200 А в течение 40 мин выделилось на катода 454,2 г некоторого металла. Вычислите электрохимический эквивалент этого металла в г/(А*ч).
6.57. Для очистки сточной воды от токсичного шестивалентного хрома (в виде К2Cr2O7) в качестве восстановителя использовали SO2. Напишите уравнение реакции и рассчитайте количество сернистого газа, необходимого для полного
восстановления 950 г шестивалентного хрома.
6.58. Определите силу тока, необходимую для электролиза сточной воды, содержащей ионы никеля, в течение 10 ч при выходе по току 85 %, если восстановилось 900 г металлического никеля.
6.59. При электролизе сточной воды в течение 2 ч получено 5 кг металлического никеля. Определите силу тока, прошедшего через раствор.
Отгадайте загадки, объясните значение отгаданного фактора, поясните смысл поговорок и значение их для экологии.
6.60. Чистая вода для хвори беда.
6.61. Зимой спит, а летом шумит.
6.62. Что в решете не унесёшь?
6.6З. Что в гору не выкатить?
6.64. Что в руках не удержать?
6.65. Без рук, без ног, а бегает.
6.66. Течёт, течёт, не вытечет, бежит, бежит, не выбежит.
6.67. В неё льётся, из нее льётся, сама по земле плетется.
6.68. По какой дороге полгода ездят, а полгода ходят?
6.69. Что шумит без ветра?
6.70. День и ночь кричит, а голос не подаст.
6.71. Без языка, а говорит, без ног, а бежит.
6.72. Кругом вода, с питьем беда.
6.73. По морю идёт, идёт, а до берега доёдет - тут и пропадет.
6.74. Не море, не земля, корабли не плавают, а ходить нельзя.
6.75. Где нельзя ни ходить, ни ездить?
6.76. Не драгоценный камень, а светится.
6.77. В огне не горит, в воде не тонет.
6.78. Я вода да по воде же и плаваю.
6.79. Что растёт вверх ногами, что вверх корнем растет?

7.ЛИТОСФЕРА
7.1. От каких факторов зависит плодородие почвы?
7.2. Саморегуляция почвы как биологической системы.
7.3. Исходя из различных рH почвенных растворов, укажите, для каких почв эффективность применения сульфата аммония снижается. Приведите уравнения реакций.
7.4. Главные почвообразующие факторы. Их действие.
7.5. Состав и процесс образования плодородного слоя земли - гумуса.
7.6. Какие земли используются под гражданское и промышленное строительство.
7.7. Достоинства и недостатки глиняных и песчаных почв.
7.8. Приведите экологические условия рационального землепользования.
7.9. Почему рекомендуется оставлять в почве корни бобовых растений?
7.10. Почему при внесении азотных удобрений посевы извлекают лишь 40-50 % азота?
7.11. Источники загрязнения почвы.
7.12. За счет каких источников идёт пополнение химических элементов при увеличении биомассы растений?
7.13. Какие условия необходимо соблюдать с целью эффективного использования почвы?
7.14. Какие территории подлежат рекультивации?
7.15. Задачи, решаемые при горнотехнической, биологической и лесной рекультивации?
7.16. Какие мероприятия необходимы для обеспечения правильной структуры посевных площадей?
7.17. Примеры гидротехнических противоэрозионных мероприятий.
7.18. Роль лесных насаждений в увеличении продуктивности почвы.
7.19. Роль шлаков при получении металлов и их химические свойства.
7.20. Проведите сравнительный анализ химического состава доменных, сталеплавильных шлаков и шлаков цветной металлургии.
7.21. Перечислите основные способы переработки доменных шлаков и получающиеся при этом продукты переработки.
7.22. Переработка и использование сталеплавильных шлаков.
7.23. Что представляют из себя шлаки цветной металлургии?
7.24. Гидро- и пирометаллургические способы переработки шлаков цветной металлургии.
7.25. Какие продукты входят в состав отходов энергетических установок?
7.26. Возможности использования золошлаковых отходов ТЭЦ.
7.27. Пути решения экологических проблем чёрной и цветной металлургии.
7.28. Твердые отходы литейного, прокатного и кузнечно-прессового производств.
7.29. Виды отходов в цехах механической обработки.
7.30. Приведите классификацию пылеулавливающих аппаратов.
7.31. Опишите принцип действия механического пылеуловителя на примере циклона. 7.32. Рассмотрите принцип действия гидравлических очистных устройств на примере скруббера.
7.33. Перечислите, какие отходы образуются в машиностроении и операции по их переработке.
7.34. Что представляют из себя шламы после электрохимической обработки металлов? Отметьте некоторые направления применения шлаков после электрохимической обработки.
7.35. Укажите экологически вредные вещества, которые используются при синтезе и выращивании монокристаллов и эпитаксиальных плёнок полупроводниковых материалов.
7.36. Приведите классификацию методов отделения твердой фазы от жидкой.
7.37. Перечислите виды отстойников.
7.38. Особенности процесса фильтрации. Виды фильтров.
7.39. Центрифугирование как метод отделения твердой фазы от жидкой. Аппараты для центрифугирования.
7.40. Процессы осмоса и ультрафильтрации, их особенности. Схемы аппаратов.
7.41. Преципитат СаНРО42Н2O - распространенное фосфорное удобрение - получают по
реакции Н3РО4 + СаСО3 + Н2О = СаНРО42Н2О + СО2. Рассчитайте, какое количество СаСО3, содержащего 8 % примесей, потребуется для получения 1 т преципитата.
7.42. Для некорневой подкормки бобовых культур используется 0.01 % раствор молибденовокислого аммония (NH4)2Mo7O244Н2О. Какое количество этого вещества необходимо взять для приготовления 5 л такого раствора?
7.43. Для предпосевной обработки семян используется сульфат меди CuSO45Н2О из расчёта 10 кг/га. Сколько кг этого вещества необходимо взять для приготовления 150 л 0,1% раствора и какую территорию можно обработать?
7.44. Для некорневой подкормки некоторых растений используется цинковый купорос ZnSO47H2O. Сколько кг купороса нужно взять для приготовления 0,05 % раствора из расчета применения 400 л/га для обработки 10 га земли?
7.45. Аммофос NH4H2PO4 получают путем нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком H3PO4 + NH3 = NH4H2PO4. Сколько аммиака в м3 при н.у. потребуется для получения 10 т аммофоса?
7.46. Для некорневой подкормки некоторых растений используется 0,8 % раствор борной кислоты Н3BO3 в расчете 500 л/га. Сколько Н3BO3 необходимо взять для обработки 15 га земли?
7.47. Значение рН 100 мл почвенного раствора составляет 4. Какое количество поташа К2CO3 необходимо внести в почву, чтобы снизить рН до 5?
7.48. В состав природных геохимических соединений входят магниевая слюда Mg3(OH)2[AlSi3O10].Рассчитайте процентный состав элементов, входящих в процентный состав этой слюды.
7.49. Самые распространенные минералы - это полевые шпаты. Они составляют более половины массы земной коры. Напишите формулу натриевого полевого шпата, молярная масса которого 262, исходя из того, что в его молекулу входит ион
натрия, играющий роль внешней сферы комплексного соединения, и процентный массовый состав элементов: Na - 8,79%; Al - 10,3%; Si - 32,06%; O - 48,85%.
7.50. Для разрыхления кислотных торфяных почв проводят известкование. Напишите уравнение химической реакции и объясните, за счет чего происходит разрыхление почвы. Рассчитайте, какое количество СаСО3 необходимо взять для изменения рН 1 л почвенного раствора от рН = 5 до рН = 6.
7.51. Одним из угрожающих экологических факторов является нарастающее "ожелезнение" почвы. Если принять что за историческое время было извлечено 21 млрд т железа, то 70 % его рассеялось на 1/3 наиболее обжитой части поверхности земли. Рассчитайте, сколько т железа скопилось на каждом км2 наиболее обжитой части, если площадь суши составляет 149 млн км2.
7.52. Запасы гумуса пахотных угодий Зауральской степной зоны Башкортостана составляют в среднем порядка 400 т/га. Вследствие ухудшения агрохимических свойств происходит ежегодная потеря гумуса в среднем до 0,33 %. Рассчитайте дисбаланс гумуса за 3 года на территории 100 га.
7.53. По данным единовременного учета (1990 г) Госхимприроды Башкортостана в места неорганизованного складирования отправляется 17056 т твёрдых отходов, в которых содержатся токсичные вещества различного класса. Рассчитайте в % вклад Уфимского агрегатного праизводственного объединения, Уфимского моторостроительного производственного объединения, НГДУ "Чекмагушнефть'' и Миннефтехимпрома, если ими отправлено отходов 1617,9 т; 11362,4 т; 955 т соответственно.
7.54. Почвы территории нефтеперерабатывающих заводов и вокруг них, непосредственно загрязняемые твердыми отходами, содержат токсичные вредные вещества: -метилстирол 1,99 мг/кг, толуол 0,78 мг/кг, бензол 0,17 мг/кг. Рассчитайте, во сколько раз превышено их содержание в почве, если их ПДК составляет соответственно (мг/кг): 0,5; 0,3; 0,57.
7.55. Большая часть степных районов Башкортостана подвержена ветровой эрозии, приводящей к дисбалансу азота, фосфора и калия, выражаемого значениями 30, 13 и 30 кг/га в год. Какое количество удобрения в виде натриевой селитры NaNO3, двойного суперфосфата Ca(H2PO4)H2O и хлористого калия необходимо внести в почву для сбалансирования этих компонентов?
7.56. Перечислите операции, которые должны предшествовать переработки бытовых отходов.
7.57. Перечислите возможности использования бытовых отходов.
7.58. Перечислите бытовые отходы, пригодные для получения биогаза.
7.59. Перечислите возможности использования макулатуры и стеклотары.
7.60. Проанализируйте экологические проблемы, возникающие при получении и использовании бумаги.
7.61. Перечислите возможности использования пищевых отходов.
7.62. Опишите возможности использования старых покрышек.
7.63. Известно, что расходы на сбор и переработку вторичных материалов в виде металлов в 25 раз меньше, чем на производство металлов из руд. Проанализируйте расходы и обоснуйте ответ.
7.64. Переработка бокситов в алюминий в 10 раз дороже, чем извлечение его из консервных банок. Объясните данный факт.
7.65. Опишите экологические проблемы и затраты, возникающие при сжигании мусора.
7.66. Проанализируйте неэкологичность захоронения бытовых отходов на полигонах (свалках), где мусор засыпают толстым слоем земли.
7.67. Опишите, какие вещества могут быть получены при переработке ботвы и соломы с помощью биотехнологии.
7.68. Опишите, на какие группы делятся промышленные отходы.
7.69. Опишите возможности использования шлаков после сжигания.
7.70. Опишите экологические проблемы, связанные с действием полигонов для захоронения бытовых и промышленных отходов.
7.71. Опишите возможные в перспективе организационные меры сбора бытовых отходов для многоэтажных домов города.
7.72. Опишите, за счет каких процессов происходит загрязнение почвы, поверхностных и подземных вод в результате деятельности рекультивированных и действующих полигонов (свалок).
7.73. Перечислите, какие продукты могут быть получены при утилизации люминесцентных ламп.
7.74. Перечислите, что можно получить при утилизации строительного мусора.
7.75. Известно, что бумага разлагается в природе более чем за 2 года, консервная банка за 80 лет, полиэтилен более 200 лет, стекло 1000 лет. Опишите, какие процессы, происходящие при этом, приводят к нарушению экологического равновесия в
природе.
7.76. В осенний период на улицах городов производится ежедневный сбор опавших листьев. Опишите, как можно использовать данные отходы.
7.77. Опишите, как используются отходы пищевой промышленности (молочные и сахарозаводы, хлебокомбинаты, кондитерские фабрики и др.).
7.78. При производстве бумаги или картона из макулатуры, по сравнению с производством деловой древесины, выбросы снижаются на 85 %, а загрязнение воды на 40%. Объясните данный факт.
7.79. Тара из ПВХ в России не производится, но завозится с шампунями и СМС из других стран. Опишите возможности вторичного использования тары из ПВХ после измельчения и литья.
7.80. Опишите какие вещества образуются и хранятся в земляных шламонакопителях при бурении и эксплуатации нефтяных скважин.
7.81. В России на каждого жителя вырабатывается 31 кг бумаги в год. В виде макулатуры возвращается не более 5 кг. Известно, что 20 кг макулатуры сохраняет одно крупное дерево, а 1 тонна макулатуры сберегает 0,5 га леса. Рассчитайте количество деревьев и площадь лесного массива, сберегаемых за счет возврата макулатуры в год жителями города в 1 млн человек.
7.82. В Германии действует 49 установок по сжиганию мусора. Сжигается 8 млн т отходов с образованием 500 м3 выбросов. В выбросах каждой установки содержится в среднем 0,15 мг/м3 токсичных веществ. Рассчитайте количество токсических веществ, загрязняющее окружающую среду данными установками.
7.83. По разработанному в Японии проекту из 1 кг пластмассы можно получить 0,5 л бензина и 0,5 л керосина. Рассчитайте количество топлива, которое могла бы получить Россия при использовании данного проекта при полном сборе полиэтилена, затрачиваемого на упаковку в количестве 1 млн т в год.
7.84. Известно, что 30 млн т соломы при прямом сжигании дают 60 млн т условного топлива. Переработка 17 млн т сухой ботвы с помощью биотехнологии дает 4 млрд м3 метана. Рассчитайте КПД применения биотехнологии для получения топлива.
7.85. Город Уфа с населением более 1100 тыс. человек является крупным мегаполисом. В городе ежегодно образуется 1,8 млн т отходов, в том числе 400 т токсичных, сбрасывается в водоёмы около 150 млн м3 хозяйственных отходов и 201 млн м3 производственных сточных вод, выбрасывается в атмосферу с отходящими газами 330 тыс т загрязнений. Составьте таблицу экологического прессинга в расчете на 1 жителя Уфы по всем видам отходов.