С. У. Пазов (председатель), Х. С. Лепшоков, Т. К. Алиева, Х. М. Ионов, Б. И. Урусова, А. А. Эльгайтаров, В. Н. Тарасюк, Н. С. Уртенов, В. Б. Огузов, Ч. С. Кулаев, Р. А. Бостанов, Б. Б. Карданова, У. Б. Узденов, А. А



страница21/22
Дата13.06.2016
Размер4.93 Mb.
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   22






ПДК - предельно допустимая концентрация S(|ioh - фоновые концентрации S(|);ikt - фактические концентрации

Из таблицы следует, что фактическая концентрация по таким по­казателям, как БПК полн., взвешенные вещества, фосфор фосфатов, азот нитритов, железо общее превышают ПДК. Это говорит о том, что избы­точное содержание фосфатов в воде может быть отражением присутствия в водном объекте примесей удобрений, компонентов хозяйственно­бытовых сточных вод, разлагающейся биомассы. Повышение концентра­ции загрязняющего вещества - азот нитритный - обычно указывает на свежее загрязнение. Нитриты представляют собой промежуточную сту­пень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов (нитрификация — только в аэробных условиях) и, напротив, восстанов­ления нитратов до азота и аммиака (денитрификация — при недостатке кислорода). Сезонные колебания содержания нитритов характеризуются отсутствием их зимой и появлением весной. Наибольшая концентрация наблюдается в конце лета. Осенью концентрация нитритов уменьшается.

Биохимическая потребность в кислороде за 5 суток необходима для окисления органических соединений находящихся в воде. Величины БПК5 подвержены сезонным и суточным колебаниям. Сезонные колеба­ния зависят от изменения температуры и от исходной концентрации рас­творённого кислорода. Суточные колебания также зависят от исходной концентрации растворённого кислорода. Весьма значительны изменения величин БПК5 в зависимости от степени загрязнённости водоёмов.

Соединения железа поступают в поверхностные воды за счёт хи­мического выветривания горных пород. Значительное его количество поступает в водоёмы с подземными стоками, с производственными и сельскохозяйственными сточными водами. Являясь биологически актив­ным элементом, железо в определённой степени влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоёме.

Взвешенные вещества состоят из частиц глины, песка, ила, сус­пендированных органических и неорганических веществ, планктона и других микроорганизмов. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и с режимом стока и зависит от таяния снега, гео­логических пород, слагающих русло, а также от антропогенных факто­ров. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникно­вение в неё света, на температуру, растворённые компоненты поверхно­стных вод, адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распреде­ление отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой мно­го взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по санитарным и эстетическим соображениям.

На предприятии (КЧРГУП «КУЭСВ») обеззараживание сточной воды происходит методом хлорирования. Под воздействием хло­ра бактерии погибают из-за разрушения веществ, входящих в состав про­топлазмы клеток. Хлор окисляет органические вещества. Для качествен­ного хлорирования необходимо хорошее перемешивание хлора с водой (не менее чем 30 мин, при совместном хлорировании и аммонизации - 60 мин). Такой контакт обеспечивается в резервуаре сбора фильтрованной воды или в трубопроводе подачи воды потребителю.

Хлор, разумеется, убивает вредные для организма человека бакте­рии и микроорганизмы, но он, также как и промышленные химикаты, отравляет воду, делая невозможным ее вторичное использование. Хлори­рованная вода, попадающая в почву, отравляет ее. Почва, орошенная хлорированной водой, уже длительное время не сможет дать урожая.

Современные методы обеззараживания воды подразделяются на 5 основных групп:

  • химический (с помощью сильных окислителей);

  • физический (с помощью ультрафиолетовых лучей, мембранных технологий);




  • сорбция на активном угле;

  • олигодинамия (воздействие ионов благородных металлов);

  • термический.

Как правило, обеззараживание сточных вод и питьевых вод произ­водится «химическим» методом, но нередко применяются и «физиче­ские» методы обеззараживания. В первом случае в качестве окислителей применяют озон, йод, хлор, диоксид хлора, марганцовокислый калий, но самым популярным и дешевым веществом является хлор и гипохлорит натрия.

Во втором случае наиболее популярно обеззараживание воды при помощи воздействия ультрафиолетовых лучей.

Эффект ультрафиолетового (УФ) излучения обусловлен фотохи­мическими реакциями, в результате которых ДНК, РНК и клеточные мембраны микроорганизмов страдают от необратимых повреждений, что и приводит их к гибели. Бактерицидные лучи уничтожают как вегетатив­ные виды бактерий, так и спорообразующие. Ультрафиолетовое обезза­раживание воды несет в себе такие преимущества, как экономия времени и денег на технологические процессы, компактность, неизменность вку­совых качеств и химических свойств воды, простота технологического оборудования, повышение экологической чистоты процесса [9].

Как известно, антропогенная деятельность оказывает негативное влияние на поверхностные воды путем сброса в них сточных вод и за­грязненного поверхностного стока с сельскохозяйственных территорий. Качество очистки сбрасываемых сточных вод на очистных сооружениях не всегда достигает нужного эффекта. Применение известковых и мине­ральных удобрений, микроэлементов, пестицидов также влияют на со­стояние почвенного покрова и водных ресурсов.

Поступающие загрязнения могут изменить как физические свойст­ва, так и химический состав воды. К физическим показателям относятся: температура, запах, вкус, мутность, цветность, электропроводимость. К химическим показателям относятся: общее количество растворенных веществ, или сухой остаток, окисляемость, щелочность, содержание га­зов, наличие азотсодержащих соединений, хлоридов, сульфатов, железа, марганца, кальция, калия, магния, некоторых ядовитых и радиоактивных веществ.

Таким образом, эффективная зашита водных ресурсов и экосистем возможна при постоянном мониторинге загрязненности поверхностных вод.

Это - периодическая подготовка кадров на всех уровнях в тех ор­ганизациях, которые несут ответственность за управление качеством во­ды; проведение проблемных семинаров и курсов повышения квалифика­ции; применение передовых методов при очистке и обеззараживании во­ды, при размещении и обезвреживании отходов производства; поощрение строительства очистных сооружений для бытовых и промышленных сточных вод, а также разработка соответствующих технологий с учетом традиционной местной практики [3]. Внедрение природоохранных меро­приятий, при разработке которых следует отдавать приоритет внедрению экологически прогрессивной технологии, применение принципа «загряз­нитель платит» ко всем видам источников загрязнения (что стимулирует предприятия сокращать выбросы, сбросы и т д.), проведение экологиче­ских экспертиз в значительной мере защитит окружающую среду от не­гативного воздействия.

В заключении отметим, что природа республики нуждается в ох­ране всех ее компонентов, особенно поверхностных вод, состояние кото­рых по КЧР оценивается по третьему классу как «загрязненная». Разра­ботка эффективных мер по предотвращению загрязненности поверхност­ных вод и очистке их с использованием современных технологий являет­ся актуальной задачей предприятий, управляющих водными ресурсами республики.

Литература

  1. О Кубанское Бассейновое Водное управление, 2004.

  2. © ФГУ "Кубаньмониторингвод", 2004.

  3. Винокуров Н.Ф., Трушин В.В. Глобальная экология,- М.: Просвещение, 2001.

  4. Крохмаль А.Г. Экологические проблемы водных объектов Карачаево-Черкесии. Изд-во Ростовского госуниверситета, 1999. -234 с.

  5. Лурье П.М., Панов В.Д., Ткаченко Ю.Ю. Река Кубань: гидрография и режим стока. СПб. Гидрометеоиздат, 2005.

  6. Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В. М. Основы экологии. - М.: Просвещение, 1999.

  7. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. - М.: Дрофа, 2001.

  8. Беспамятное Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л.: Химия, 1987.

  9. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат.







Гиппарх (190 д. н. э. -120 д. н. э.)



ГИППАРХ НИКЕЙСКИЙ-АСТРОНОМ-НАБЛЮДАТЕЛЬ АНТИЧНОСТИ


X. С. Лайпанов

(Карачаево-Черкесский государственный университет им. УД Алиева)

Гиппарх Никейский (190 д. н. э.120 д. н. э.) — древнегреческий астроном, географ, механик и математик II века д. н. э., часто называе­мый величайшим астрономом античности. Он же является первым соста­вителем в Европе звёздного каталога, включившившего точные значения координат около тысячи звёзд (работу по определению звёздных коорди­нат начали ещё в первой половине III века д. н. э. Тимохарис и Аристилл в Александрии). Гиппарх внёс существенный вклад в усовершенствова­ние календаря. Он определил продолжительность тропического года 365+(1/4)-( 1/300) дней (на 6 минут длиннее правильного значения во II в. д. н. э.). Традиционно считается, что он получил это значение исходя из промежутка времени между летними солнцестояниями, наблюдавшимися в 280 г. д. н. э.

Главной заслугой Гиппарха считается то, что он привнёс в грече­ские геометрические модели движения небесных тел предсказательную точность астрономии Древнего Вавилона. Рассмотрим лишь некоторые направления его творческого наследия, сыгравшие немаловажную роль в

формировании фундаментальных принципов современной классической механики.

а. Орбиты Солнца и Луны. Все теории движения небесных тел, созданные вавилонскими астрономами, рассматривали только их дви­жения по небу, к тому же только в проекции на эклиптику (что было вполне достаточно, с точки зрения астрологии, для нужд которой эти теории создавались). Наоборот, астрономы Древней Греции стремились установить орбиты небесных тел в пространстве. Начиная с Аполлония Пергского, III век до н. э. (а по мнению выдающегося математика и ис­торика науки Бартела ван дер Вардена [1], ещё с пифагорейцев в допла- тонову эпоху), они строили орбиты на основе сочетания больших и ма­лых круговдеферентов и эпициклов. Именно на основе этого принципа Гиппарх создал первые дошедшие до нас теории движения Солнца и Луны.







На рисунке 1 изображена эквивалентность эпицикла и эксцентра в солнечной теории Гиппарха, где Т — Земля (центр деферента), S — Солнце, Р - центр эпицикла, О — центр эксцентра (результирующей ор­биты Солнца). По Гиппарху,

(ОТ) = —(ТР).

24

При движении Солнца отрезок (SP), соединяющий точки S и Р. а также отрезок (ОТ) всегда параллельны.

Если бы Солнце (в геоцентрической системе) равномерно двига­лось по окружности с центром в центре Земли, то угловая скорость его перемещения по небу была бы постоянной и астрономические времена года имели бы равную продолжительность. Однако ещё Евктемон и позднее Каллипп установили, что продолжительность сезонов не одина-


кова: по собственным измерениям Гиппарха, более точным, чем у его предшественников, интервал между весенним равноденствием и летним солнцестоянием составил 94,5 дней, между летним солнцестоянием и осенним равноденствием — 92,5 дней. Поэтому согласно теории Гиппар­ха дневное светило равномерно движется по эпициклу, центр которого в свою очередь равномерно вращается по деференту. Периоды обоих вра­щений одинаковы и равны одному году, их направления противополож­ны, в результате чего Солнце равномерно описывает в пространстве ок­ружность (эксцентр), центр которой не совпадает с центром Земли. Ван дер Варден [2] считает, что аналогичные теории Солнца создавались ещё раньше, в частности, Каллиппом в IV веке д. н. э.

детке









солнцестояние Рисунок 2

На рисунке 2 изображено движение Солнца в теории Гиппарха (модель эксцентра), где О — центр орбиты Солнца, Т — Земля. Через равные промежутки времени Солнце последовательно проходит через точки Sh S2 ит. д. таким образом, что углы <S]OS, = nOS3 =

3OS4 = ... = rOS1. равны. Однако ввиду эксцентрического по­ложения Земли углы S1TS2, S2TS3 ит. д. оказываются разными, что при­водит к неравномерности движения Солнца по эклиптике и неравенству времён года.

Из наблюдений требовалось определить эксцентриситет орбиты (то есть отношение расстояний между центрами Земли и эксцентра) и направление линии апсид (линии, проходящей через центры Земли и экс- центра). Зная продолжительность времён года, Гиппарх решил эту зада­чу: эксцентриситет орбиты Солнца составляет 1/24, апогей орбиты рас­положен на угловом расстоянии 64,5° от точки весеннего равноденствия. Теория Гиппарха описывает положение Солнца на небе с очень высокой точностью. Точность определения расстояния Солнца от Земли оказыва­лась существенно ниже (из-за того, что реальная орбита Земли — эллипс, а не окружность), но соответствующая вариация видимого радиуса Солн­ца не была доступна для измерения древним астрономам. По мнению Роу линза [3], Гиппарх создал несколько таких теорий, каждая последую­щая из которых была точнее предыдущей, причём до нас дошла (благо­даря «Альмагесту») только одна из них, притом не самая последняя.

Поскольку, в отличие от Солнца, периоды наиболее быстрого или медленного движения Луны по небу каждый месяц приходятся на новое созвездие, для создания теории движения Луны Гиппарху пришлось предположить, что скорости движения Луны по деференту и эпициклу не совпадают. Для получения орбитальных параметров Гиппарх использо­вал красивый метод, основанный на использовании трёх лунных затме­ний, созданной ранее им же теории Солнца и данных более ранних древ­негреческих астрономов. Гиппарх создал две теории с несколько различ­ными параметрами. Ввиду сложности движения нашего естественного спутника, лунная теория Гиппарха оказалась не столь успешной, как его теория Солнца, но, тем не менее, позволила осуществлять предсказания затмений с точностью, недоступной более ранним астрономам, в том числе вавилонским.

Интересно, что по одной из гиппарховых лунных теорий отноше­ние радиусов эпицикла и деферента составляет

327 + - К 3144

3

по второй —

247 + 1 к 3122.

2

Отношения чисел однозначно определяются из наблюдений, но откуда взялись эти странные единицы? Вопрос оставался неясным до 1991 года, когда Роу линз обнаружил [4], что при определении радиуса деферента использовались тысячные доли расстояния от Земли до Солн­ца (астрономической единицы), принятого в древности после Аристарха. Далее, Роулинз утверждает, что астрономическая единица является есте­ственной мерой расстояний для гелиоцентристов, в то время как геоцен­тристы использовали для этой цели радиус Земли. Действительно, гелио­центрист Коперник использовал астрономическую единицу, геоцентрист Птолемей — радиус Земли. Отсюда Роулинз делает вывод, что сотрудни­ками Гиппарха, непосредственными вычислителями, были астрономы, являвшиеся сторонниками гелиоцентризма.


Птолемей сообщает, что Гиппарх не занимался разработкой анало­гичных теорий движений планет, ограничившись критикой существо­вавших в его время теорий. Г лавный дефект, который выявил Г иппарх в этих теориях, заключался в том, что даваемые ими попятные движения планет всегда имели одни и те же продолжительность и длину.

б. Вычисление расстояний до Луны и Солнца и их размеров. Пер­вым, кто попытался измерить эти величины, был Аристарх Самосский. По его оценкам, Луна примерно в 3 раза меньше Земли по диаметру, а Солнце в

  1. 5 раз больше; Солнце в 19 раз дальше от нас, чем Луна. В книге, посвящён­ной этому вопросу, Аристарх не приводит значение расстояния до Луны, но его можно реконструировать: получается 80 радиусов Земли. По мнению С. В. Житомирского [5], этим занимался также Архимед, получивший рас­стояние до Луны около 62 радиусов Земли.

Как сообщают Птолемей и математик Папп Александрийский. Гиппарх написал две книги «О размерах и расстояниях» (лерП (ieye0Dv каП 7100X1]|.iaim\'). посвящённые измерению расстояний до Луны и Солнца. Реконструкции попыток Гиппарха определить эти параметры предпринимали Ф. Хюлч (Hultsch), Н. Свердлов [6], Г. Тумер [7], Д. Роулинз [8].

В первой книге Гиппарх использовал наблюдения солнечного за­тмения, которое в Геллеспонте наблюдалось в полной фазе, а в Алексан­дрии в фазе 4/5. Предполагая, что Солнце гораздо дальше от нас, чем Лу­на, то есть солнечный параллакс пренебрежимо мал, Гиппарх получил минимальное расстояние до Луны 71 и максимальное 83 радиусов Земли. Во второй книге Гиппарх использует метод определения расстояния до Луны, основанный на анализе лунных затмений (в принципе аналогич­ный использованному ранее Аристархом), и предполагает, что суточный параллакс Солнца составляет 7' — максимальная величина, при которой он неразличим невооруженным взглядом. В результате получается, что минимальное расстояние до Луны составляет 617. максимальное 722

3 3

радиусов Земли; расстояние до Солнца, соответствующее суточному па­раллаксу 7', составляет 490 радиусов Земли.

По всей видимости, Г иппарх неоднократно возвращался к этой те­ме. Теон Смирнский и Халкидий утверждают, что он получил объём Солнца в 1880 раз превосходящим объём Земли, и объём Луны— в 27 раз меньшим объёма Земли. Эти числа не совпадают с приводимыми Паппом Александрийским. Зная угловой радиус Луны (1/1300 полного круга по Гиппарху), отсюда можно получить и расстояние до Луны: при­мерно 69 радиусов Земли, довольно близкое ко второй оценке Г иппарха, согласно Паппу (а если округлить видимый радиус Луны до ближайшей минуты, то есть принять его равным 17’, то мы получим как раз б71).

3

Наконец, по свидетельству Клеомеда. отношение объёмов Солнца и Зем­ли по Гиппарху равно 1050.

в. Механика. Гиппарх написал книгу «О телах, движущихся вниз под действием их тяжести», с основными идеями которой мы знакомы в пересказе Симпликия. Гиппарх не разделял концепцию естественных и насильственных движений Аристотеля, согласно которой «тяжёлым» земным телам свойственно движение вниз, к центру мира, а «лёгким» (например, огню)— вверх, от центра. Согласно Симпликию, «Гиппарх пишет, что если бросить кусок земли прямо вверх, причиной движения вверх будет бросившая сила, пока она превосходит тяжесть брошенно­го тела; при этом, чем больше бросившая сила, тем быстрее предмет движется вверх. Затем, по мере уменьшения силы, движение вверх бу­дет происходить со всё убывающей скоростью, пока, наконец, тело не начнёт двигаться вниз под действием своего собственного влеченияхотя в какой-то мере бросившая сила ещё будет в нём присутствовать; по мере того, как она иссякает, тело будет двигаться вниз всё быстрее и быстрее, достигнув своей максимальной скорости, когда эта сила окончательно исчезнет». По сути дела, здесь перед нами первое выска­зывание концепции импетуса, широко распространённой среди средневе­ковых учёных (например, у Иоанна Филопона, Жана Буридана). Симпли- кий продолжает: Гиппарх «приписывает ту же причину и телам, па­дающим с высоты. А именно в этих телах также имеется сила, кото­рая удерживала их на высоте, и действием этой силы объясняется более медленное движение тела в начале его падения». Эта концепция Гиппар- ха напоминает современное понятие потенциальной энергии. К сожале­нию, эти идеи Гиппарха не получили развития в античности.

Математик и историк науки Лучио Руссо (Russo) [9] полагает, что Гиппарх был знаком с понятием инерции и дал качественное описание действия тяготения. Таким образом, он интерпретирует некоторые пас­сажи в сочинении Плутарха «О лике, видимом на диске Луны». По мне­нию Руссо, Гиппарх в действительности был гелиоцентристом, но его соответствующие труды не дошли до Птолемея.

г. Математика. При разработке теорий Луны и Солнца Гиппарх использовал античный вариант тригонометрии. Возможно, он первым составил таблицу хорд, аналог современных таблиц тригонометрических функций [10].

В честь Гиппарха назван лунный кратер, астероид и орбитальный телескоп Европейского космического агентства, предназначенный для астрометрических измерений.

1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   22


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница