Теоретически замкнутую сбалансированную систему можно построить в соответствии со следующим уравнением:
Электролиз:
6Н О электрическая энергия 6Н + 3О
Биосинтез, осуществляемый водородными бактериями:
6Н + 2О +СО получаем СН О + 5Н О
Дыхание человека:
СН О+О получаем СО +Н О
Преимущество такой системы - низкая массв и небольшая потребность в энергии.
Основными структурными блоками автоматических систем мониторинга окружающей среды замкнутого пространства в настоящее время являются:
- датчики параметров окружающей среды температуры,состава воды, солнечной радиации,концентраций основных загрязнений воздуха ,
- датчики биологических параметров - регенерации воды и воздуха,минерализации отходов,
- автономное электропитание на основе аккумуляторов и солнечных батарей,
- системы спутниковой связи,
- современная вычислительная техника,
- программное обеспечение ЭВМ
Данная система мониторинга позволяет обеспечить нормальные условия для работы экипажа в замкнутом пространстве.
В настоящее время процесс миниатюризации электронных схем дошел до молекулярного уровня, делая реальным полностью автоматизированные , со всеобъемлющим программным обеспечением, сложные многоцелевые и в то же время компактные, полностью автономные системы слежения за качеством окружающей среды в замкнутом пространстве.
Экологические принципы, лежащие в основе конструирования, изготовления и эксплуатации ЛА.
Самолет, как и любая система, использующая энергию окисления углеводородного топлива, выбрасывает в атмосферу продукты этого процесса, которые изменяют естественный состав атмосферы и поэтому могут рассматриваться как и загрязнители.Следовательно, авиация, несомненно, - источник загрязнения атмосферы, и вопрос заключается лишь в том, насколько эти загрязнения значительны.
В авиации применяется два вида нефтяного топлива - керосин и бензин несколько отличающиеся по составу продукты сгорания.Основное отличие состоит в том, что этилированный бензин используемый на самолетах с поршневыми двигателями, дает в отработавших газах свинец, являющийся одним из нежелательных компонентов загрязнения воздушной среды.
Роль самолетов с поршневыми двигателями в современной авиации незначительна и постоянно уменьшается.Поэтому целесообразно ограничить рассмотрение загрязнителей воздуха авиационного происхождения только продуктов горения керосина.
Продукта горения керосина, помимо не относимых к загрязнителям двуокиси углерода, паров воды, азота, а также некоторых других естественных компонентов атмосферного воздуха, содержат окись углерода, различные углеводороды(метан CH4, ацетилен C2H6 этан C2H4, пропан C3H8, бензол C6H6 толуол C6H5CH3 и др.), альдегиды (формальдегид HCHO, акролеин СH2=CH-CHO, уксусный альдегид CH3CHO и др.),окислы азота (в оснавном NO и NO2), окислы серы, твердые частицы (например, частицы сажи, создающие дымный шлейф за соплом двигателя) и ряд других составляющих, образующихся в незначительнвх количествах из имеющихся в керосине примесей.Самолеты выбрасывают в атмосферу и исходное топливо.Это роисходит не только в аварийных ситуациях, но и входе нормальной эксплуатации при продувке или опоражнении дренажных емкостей, после неудачного запуска двигателя перед началом полета и после выключения двигателя по окончании полета.
Уровни содержания в атмосферном воздухе различных вредных веществ регламентируется специальным общероссийским и нормами-ПДК. ПДК некоторых вредных компанентов, содержащихся в отработавших газах авиадвигателей, приведены в табл.2.В аналогичных иностранных нормах можно встретить некоторые другие интересные компоненты.Так стандартыми США допустимый уровень концентрации углеводородов (суммарно) устаногвлен равным 0,16 мг/м (в пересчете на эквивалентное количество метана).С другой стороны, такие компаненты углеводородного ряда, как бензпирен или пары исходного топлива (бензин), в нормы других стран, как правило, не включают.
В авиации нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) устанавливаются в настоящие время на четыре вредных компонента: окись углерода (CO|), несгоревшие углеводороды (СnHm), окислы азота (NОx), частицы сажи (дым).Кроме того, запрещается преднамеренный выброс в атмосферу топлива.
Таблица 2
|
Компоненты
|
Максимальная
разовая |
среднесуточная |
|
Окись углерода СО
Двуокись азота NO2
Сернистый ангидроид SO2
Формальдегин HCHO
Взвешенные частицы (сажа)
Бензпирен
Бензин (пары) |
3
0,085
0,5
0,035
0,50
-
300
|
1
0,085
0,05
0,03
0,05
1*10
- |
Токсическое действие загрязняющих веществ.
Характер вредного действия загрязняющих веществ чрезвычайно разнообразен. Окись углерода и двуокись азота связывают гемоглобин крови и при больших концентрациях опасны для жизни. Сернистый ангидрид и некоторые углеводороды оказывают раздражающее действие на слизистую оболочку дыхательных путей, а сернистый ангидрид, кроме того, губителен для многих видов растений. Среди углеводородов могут быть вещества, наделенными канцерогенными свойствами (например, бензпирен) или обладающие резким неприятным запахом. Углеводороды под действием солнечного света вступает в фотохимические реакции с окислами азота, образуя в результате широкий спектр веществ (перекиси, озон и др.), которые ускоряют коррозию разлличных материалов, вредно действуют на растительность, а также являются одной из причин, образования “смога”, способного, помимо всего прочего, обусловить массовые легочные и другие заболевания. Выброс частиц сажи, оседающих на конструкциях, сооружениях и растительности, нежелателен, кроме чисто эстетических причин, потому, что задымленность воздуха уменьшает видимость в районе аэродрома, а особо мелкие частицы углерода, попадая в легкие, наносит вред здоровье человеку.
Сбрасываемые в естественные водоемы производственные и хозяйственно-бытовые стоки изменяют количество и качество воды в них, осложняют или вовсе исключают возможность использования водоемов для питьевых или производчтвенно-технических нужд.
Степень влияния сточных вод на водоемы зависит от характера сбрасываемых загрязнителей, их количественных соотнощений. Сама по себе сточная неразведенная вода всегда имеет выраженный токсический эффект и отрицательно сказывается на здоровье людей и может послужить причиной возникновения различного рода инфекционных заболеваний. Попадая в организм людей с питьевой водой, многие ядовитые металлы и их органические соединения, например свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, - содержащиеся в сточных водах предприятий могут вызвать отравление людей, преимущественно хроническое.Повышенные концентрации химических элементов оказывают токсическое действие на водные организмы. Гидробионты в той или иной мере реагируют на изменение гидрохимического режима водоема, происшедшего в результате спуска сточных вод. Если тот или иной организм не может адаптироваться к новому химическому составу воды и гибнет, то происходит изменеие в соотношении между видами в биоценозах. Такие изменения могут также снизить плодовитость у гидробионтов, уменьшить их жизнеспособность и явится фактором, ограничивающим развитие и численность водных организмов. Так, кисловатые воды при водородном показателе рН 6,4-5,0 опасны для рыб при концентрациях двуокиси углерода выше 20 мг/л или при повышнном содержании солей железа, кислые воды при рН ниже 5,0 и щелочные воды при рН выше 9,5 опасны для рыб всегда, подщелочные воды при рН 8,6-9,5 опасны для рыб при длительном действии.
Загрязненная химичесими веществами вода даже при большом разбавлении ее чистой нарушает нормальное развитие оплодотворенной икры, быстро губит эмбрион(зародыщ). Загрязнение водоемов наряду с факторами прямой гибели рыбы причиняет рыбным запасам вред и в другом отношении: погибает корм - мелкие беспозвоночные животные, которые поедают рыбы.
Загрязнение нефтепродуктами сточных вод вызывает многообразные и глубокие изменения в составе водных биоценозов и даже во всей фауне и флоре водоемов. Это обусловлено физико-химическими свойствами самой нефти, которая весьма сложна по своему составу и может отдавать в воду вещества в различных агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном. Часть ее компонентов оседает на дно, часть находится в виде суспензий и эмульсий в толще воды. а часть - в молекулярно растворенном состоянии.
Таким образом, все существующие виды загрязнений какие бы они не были, оставляют свой отпечаток на состоянии здоровья человека, животных, на развитии организмов и этим подчеркивают опасность загрязения.
Вопросы и задачи:
1.Токсикология это наука,- изучающая свойства и механизм действия ядовитых и потенциально токсических веществ в особенности вызываемых ими отравлений и методы их предупреждения и лечения.
2.Эвтрофирующее загрязнение связано с поступлением избытка биогенных элементов, которые могут не оказывать прямого токсического действия на организм , включая и водные., обычно это загрязнение стимулирует развитие тех или иных групп гидробионтов, в результате чего нарушается экологическое равновесие и происходит вторичное загрязнение.Эвтрофическое загрязнение обычно вызывается сельскохозяйственными и отходами отраслей, перерабатывающих биологическое сырьё.
Токсическое загрязнение связано с появлением в атмосфере веществ антропогенного происхождения, которые уже в малых концентрациях являются ядами для большинства организмов.
3.Поступление токсичных веществ в живые организмы осуществляется различными путями, в частности через поверхность тела, через желудочно-кишечный тракт или через жабры. Важнейшее значение играет транспорт веществ через клеточные мембраны. Не случайно изменение проницаемости клеточных мембран считается универсальным функциональным нарушением при токсическом воздействии. Если заряд иона (или заряженных молекул) совпадает по знаку с зарядом участка мембраны, то он отталкивается, а если знаки противоложны, то происходит фиксация иона на этом участке.Вследствие взаимодействия зарядов иона и мембраны прохождение заряженых частиц через мембрану затрудняется и он оказывает местное поверхностное действие. Незаряженные молекулы легко проникают через мембрану и оказывают более глубокое, внутренне воздействие.По этой причине, например, неорганические соединения ртути, способные диссоциировать, нарушают проницаемость мембраны, оказывая поверхностное воздействие, а молекулы ртутьорганических соединений, проникая через внешние мембраны, легко достигают внутренних органов, где быстро проявляется эффект их действия.
4.Активность накопления различных веществ из окружающей среды выражается соответствующими коэффицетами.Имено эти коэффиценты в иназываются коэффицнтами накопления.
5.Для превращения большинства органических токсичных загрязняющих веществ существуют определенные биохимические механизмы.Превращение осуществляется с участием ферментов. Главным итогом поглощения в тканях является повышение их растворимости в воде, благодаря чему происходит выведение веществ из организма.Превращение чужеродных органических соединений идет через двухфазный процесс: метаболическое превращение и конъюгацию.Метаболические превращения включают процессы окисления, восстановления, реакции гидролиза, способствующие появлению групп, повышающих полярность молекулы.
Конъюгация - это взаимодействие с серной кислотой, аминокислотами, метильными и другими алкил-группами.Эти превращения в конечном счете и приводят к возрастанию полярности.Конъюгация ведет также к блокированию функциональных групп молекул токсиканта (-COOH, -OH, -NH2, -SH и др), снижая тем самым их токсичность.
6.При разрушении или превращении чужеродных соединений в организме могут образовываться более токсичные производные.Это явление называется летальным синтезом. Особенно опасно включение этих производных в состав нуклеиновых кислот и белковых молекул.
7.Индекс токсичности смеси определяет собой показатель, который характеризует степень поражения токсическим веществом.
8.Явление адаптации состоит в процессе приспособления строения и функций организма к условиям среды обитания. Механизм адаптаци заключается в приспособлении организма к меняющимся условиям среды путем изменения интенсивности обмена веществ в органах и тканях: Организм приспосабливается , привыкает к специфическому образу жизни в определенных условиях внешней среды.
9. Для поддержания жизнедеятельности Среды в замкнутом пространстве используют следующие технологические приемы: регенирацию воды, получение кислорода на основе фотосинтеза и электролиза воды, утилизация отходов жизнедеятельности человека.В замкнутом пространстве происходит круговорот основных элементов и веществ.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. В.Ф.Протасов, А.В.Молчанов - Экология, здоровье и природопользование в России
2. П.Реввель, Ч.Реввель - Среда нашего обитания
3. Ю.Одум - Основы зкологии
4. О.Н.Яницкий - Экологическая перспектива города
5. Охрана окружающей среды под ред.С.А.Брылова
6. Охрана окружающей среды - справочник
7. Краткая медицинская энциклопедия
8. Г.А.Богдановский - Химическая экология
Стабильность.Экономисты – представители всех школ – едины во мнении, что графики потребления и сбережений являются неизменными, если государство не предпринимает преднамеренных действий для их изменений. Возможно, это происходит потому, что на решение домохозяйств потреблять или сберегать значительное влияние оказывает соответствующая привычка. Кроме того, учитывается, что факторы, не связанные с доходом, многообразны и изменения в них зачастую действуют в противоположных направлениях и потому взаимоуравновешиваются.
рис. 5.1
рис. 5.2
1.5. Инвестиции
Теперь обратимся к инвестициям (расходам на строительство новых заводов, на станки и оборудование с длительным сроком службы и т.п.) – второму компоненту чистых расходов. Что определяет уровень чистых расходов на инвестиции? Два основных фактора: ожидаемая норма чистой прибыли, которую предприниматели рассчитывают получать от расходов на инвестиции и ставка процента.
1.5.1. Ожидаемая норма чистой прибыли
Побудительным мотивом осуществления расходов на инвестиции является прибыль. Предприниматели приобретают средства производства только тогда, когда ожидается, что подобные закупки будут прибыльными. Рассмотрим простой пример. Предположим, владелец небольшой мастерской по производству сервантов пытается принять решение об инвестициях на новый шлифовальный станок стоимостью 1000 дол. и сроком службы в один год. Новая машина, вероятно, увеличит производство продукции и выручку фирмы. Так, предположим, что чистый ожидаемый доход (без эксплуатационных расходов) составляет 1100 дол. Другими словами, после учёта эксплуатационных расходов оставшийся ожидаемый чистый доход покроет стоимость машины в 1000 дол. и принесёт доход в 100 дол. Сравнивая этот доход, или прибыль, в 100 дол. и стоимость машины в 1000 дол., находим, что ожидаемая норма чистой прибыли от применения машины равна 10 % (100 дол. /1000 дол.).
1.5.2. Реальная ставка процента
Но есть ещё один компонент расходов, связанных с инвестированием, который не учтён в нашем примере. Это ставка процента – цена, которую фирма должна заплатить, чтобы занять денежный капитал, необходимый для приобретения реального капитала (шлифовального станка). Вывод: если ожидаемая норма чистой прибыли (10 %) превышает ставку процента (например, 7 %), то инвестирование будет прибыльным. Но если ставка процента (например, 12 %) превышает ожидаемую норму чистой прибыли (10 %), то инвестировать будет невыгодно.
Следует подчеркнуть, что именно реальная ставка процента, а не номинальная играет существенную роль в принятии инвестиционных решений. Номинальная ставка процента выражается в текущих ценах, а реальная ставка процента – в постоянных или скорректированных с учётом инфляции ценах. Другими словами, реальная ставка процента – это номинальная ставка за вычетом уровня инфляции. В примере со шлифовальным станком мы допускали неизменный уровень цен.
Ну а если имеет место инфляция? Предположим, инвестиции на сумму 1000 дол. должны принести реальную (скорректированную с учётом инфляции) норму ожидаемой чистой прибыли 10 %, а номинальная норма ставки процента, скажем, равна 15 %. На первый взгляд может показаться, что инвестиции не прибыльны и их не следует делать. Но допустим, что имеющая место инфляция составит 10 % в год. Это значит, что инвестор будет платить долларами, покупательная способность которых уменьшилась на 10 %. Если номинальная ставка процента равна 15 %, то реальная ставка составит только 5 % (= 15 % - 10 %). Сравнив эти 5 % реальной ставки процента с 10 % ожидаемой нормы чистой прибыли, мы увидим, что инвестиции являются выгодными и их следует осуществить.
1.5.3. Кривая спроса на инвестиции
Теперь нам следует перейти от микро- к макроэкономике, то есть от инвестиционных решений отдельной фирмы к пониманию общего спроса на инвестиционные товары всего предпринимательского сектора. Допустим, каждая отдельная фирма произвела оценку ожидаемой нормы чистой прибыли от всех соответствующих инвестиционных объектов и все эти данные сведены воедино. Теперь эти оценки можно суммировать, то есть последовательно сложить, и задать вопрос: какова должна быть суммарная стоимость инвестиционных проектов, способных принести ожидаемую норму чистой прибыли, равную скажем, 16 % и более; или 14 % и более; или 12 % и более? И так далее.
Предположим, что вообще нет перспективных инвестиций, которые бы давали ожидаемую норму чистой прибыли, равную 16 и более процентам. Но есть возможность инвестировать 5 млрд. дол. при ожидаемой норме чистой прибыли между 14 % и 16 %; дополнительные 5 млрд. дол. обеспечат норму чистой прибыли между 12 % и 14 %; ещё дополнительные 5 млрд. дол. – между 10 % и 12 %; а любые последующие дополнительные 5 млрд. дол. – на 2 % меньше до интервала от 0 % до 2 %. Суммируя эти величины, получаем данные таблицы 2, которые в виде графика представлены на рис. 6 в виде кривой спроса на инвестиции.
Таблица 2
|
Ожидаемая норма чистой прибыли (в %)
|
Величина инвестиций (млрд. дол. в год) |
16
14
12
10
8
6
4
2
0 |
0
5
10
15
20
25
30
35
40 |
рис. 6
Имея эту обобщённую информацию об ожидаемой норме чистой прибыли на все потенциальные инвестиционные объекты, мы вводим реальную ставку процента (цену инвестиций). Из примера со шлифовальным станком следует, что инвестиции будут осуществляться в том случае, если норма ожидаемой чистой прибыли превышает реальную ставку процента. Используем данный аргумент при анализе графика на рис. 6. Предположим, ставка процента составляет 12 %. Затраты на инвестиции в сумме 10 млрд. дол. будут выгодными, то есть инвестиционный проект на сумму 10 млрд. дол. принесёт ожидаемую норму чистой прибыли в 12 и более процентов. Иначе говоря, спрос на инвестиционные товары на сумму 10 млрд. дол. будет при "цене", равной 12 процентам. Аналогично, если ставка процента была бы ниже, скажем, 10 %, стали бы выгодными инвестиционные проекты ещё на 5 млрд. дол. и величина спроса на инвестиционные товары составила бы 15 млрд. дол. И так далее. Помня о том, что все инвестиционные проекты осуществлялись бы до точки, в которой ожидаемая норма чистой прибыли равна ставке процента, мы обнаруживаем, что кривая на рис. 6 представляет собой кривую спроса на инвестиции. То есть различные возможные значения "цен" инвестиций (различные значения реальной ставки процента) даны на оси абсцисс, а соответствующие значения спроса на инвестиционные товары откладываются по оси ординат. По своей сути любая прямая или кривая, построенная с учётом таких данных, и есть кривая спроса на инвестиции. Если мы сравним её с кривыми спроса на продукцию и ресурсы, то увидим обратную зависимость между ставкой процента (ценой) и величиной расходов на инвестиционные товары (требуемое количество).
Такая модель инвестиционных решений позволяет предусмотреть важный аспект микроэкономической политики.. Это делается главным образом для того, чтобы изменить уровень расходов на инвестиции. Давайте рассуждать в следующем направлении: в любой момент в распоряжении у всех фирм имеется широкий выбор инвестиционных проектов. При высокой ставке процента будут осуществляться только те инвестиционные проекты, которые обеспечивают самую высокую ожидаемую норму чистой прибыли. Значит, уровень инвестиций будет небольшим. При снижении ставки процента становятся коммерчески выгодными также проекты, ожидаемая норма чистой прибыли от которых меньше. И соответственно уровень инвестиций возрастает.
При фиксированном предложении денег изменения в уровне цен влияют на величину инвестиций вследствие действия эффекта процентной ставки. С ростом уровня цен увеличивается количество денег, которое потребители и предприниматели хотели бы иметь в наличии для закупки продукции по возросшим ценам. Значит, если цены возрастут, скажем, на 10 %, люди захотят иметь на 10 % больше денег в кошельках и на счетах. При фиксированном предложении денег такое расширение спроса на неиспользованные деньги приведёт к снижению цены денег – процентной ставки, - что, в свою очередь, уменьшает инвестиции. Подобным же образом более низкий уровень цен вызывает сокращение спроса на неиспользованные деньги, понижает ставку процента и увеличивает инвестиции.
1.5.4. Сдвиги в спросе на инвестиции
При рассмотрении графика потребления видно, что, хотя доход после уплаты налогов и является ключевым фактором, определяющим величину потребления, есть и другие факторы, которые влияют на потребление. Эти "не связанные с доходом факторы" вызывают смещение графика потребления. То же самое происходит и с графиком спроса на инвестиции. На рис. 6 показана динамика ставки процента как основного фактора, определяющего инвестиции, при данной ожидаемой норме чистой прибыли для различных возможных величин инвестиций. Но на положение кривой спроса на инвестиции влияют и другие факторы, или переменные. Рассмотрим несколько из наиболее важных "не связанных с доходом факторов", определяющих спрос на инвестиции, и выясним, как изменения в этих факторах могут вызывать смещение кривой спроса на инвестиции. Сразу же видно, что любой фактор, вызывающий прирост ожидаемой чистой доходности инвестиций, сместит эту кривую вправо. Наоборот, всё, что приводит к снижению ожидаемой чистой доходности инвестиций, будет смещать данную кривую влево.
Издержки на приобретение, эксплуатацию и обслуживание оборудования.Как показал пример со шлифовальным станком, первоначальные расходы на основной капитал вместе с расходами на его техническое обслуживание, текущий ремонт и эксплуатацию очень важны при исчислении ожидаемой нормы прибыли от любого определённого инвестиционного проекта. В той мере, в какой эти расходы будут возрастать, в такой же мере ожидаемая норма чистой прибыли от предполагаемого инвестиционного проекта будет снижаться, а кривая спроса на инвестиции – смещаться влево. И наоборот, если эти расходы падают, то ожидаемая норма чистой прибыли возрастает и кривая спроса на инвестиции сдвигается вправо. Заметим, что проводимая профсоюзами политика в отношении заработной платы может повлиять на кривую спроса на инвестиции, ибо заработная плата представляет собой основной элемент издержек производства большинства фирм.
Налоги на предпринимателя.При принятии инвестиционных решений владельцы предприятий рассчитывают на ожидаемую прибыль после уплаты налогов. Значит, возрастание налогов на предпринимателей приводит к снижению доходности и вызывает смещение кривой спроса на инвестиции влево; сокращение налогов приводит к её смещению вправо.
Технологические изменения.Технический прогресс – разработка новой и совершенствование имеющейся продукции, создание новой техники и новых производственных процессов – является основным стимулом для инвестирования. Разработка более производительного оборудования, например, снижает издержки производства или повышает качество продукции, тем самым увеличивая ожидаемую норму чистой прибыли от инвестирования на данное оборудование. Рентабельные новые виды продукции – такие, как горные велосипеды, персональные компьютеры, новые виды лекарств и т.п. – вызывают резкое увеличение инвестиций, поскольку фирмы стремятся расширять производство. Короче говоря, ускорение технического прогресса смещает кривую спроса на инвестиции вправо, и наоборот.
Наличный основной капитал. Точно также как имеющиеся в наличии потребительские товары оказывают воздействие на принятие домохозяйствами решений по поводу потребления и сбережений, так и наличный основной капитал влияет на ожидаемую норму прибыли от дополнительных инвестиций в любой отрасли производства. Если данная отрасль хорошо обеспечена производственными мощностями и запасами готовой продукции, то в этой отрасли инвестирование будет сдерживаться. Причина ясна: такая отрасль достаточно оснащена, чтобы обеспечить текущий и будущий спрос по ценам, которые обеспечивают среднюю прибыль. Если в отрасли имеются достаточные или даже избыточные мощности, то ожидаемая норма прибыли от прироста инвестиций будет низкой, и поэтому инвестирование будет незначительным или его не будет совсем. Излишние производственные мощности ведут к смещению кривой спроса на инвестиции влево; относительный недостаток основного капитала – к её смещению вправо.
