Контрольная работа по Экологии. ЭкологияКР. Контрольная работа по дисциплине Экология Выполнил Лозовой В. С. Группа рм12 Вариант 05 Проверила
 Скачать 93 Kb.
|
|
Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики Межрегиональный учебный центр переподготовки специалистов Контрольная работапо дисциплине: ЭкологияВыполнил: Лозовой В.С. Группа: РМ-12 Вариант: 05 Проверила: Симакова Н.Н. Новосибирск, 2021 г. Вопрос №6 : Биогенное, косное и биокосное вещества биосферы. Биосфера (греч. «биос» - жизнь, «сфера» - шар) – это оболочка Земли, в которой развивается жизнь разнообразных организмов, населяющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы, гидросферу. Основная концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается на исследования и труды русского и советского учёного-естествоиспытателя, мыслителя и общественного деятеля В.И. Вернадского. Представление о биосфере как об общепланетарной оболочке, охватывающей толщу тропосферы, гидросферы, осадочных (и возможно гранитных) пород литосферы, в ходе всей геологической истории Земли; как глобальной единой системе Земли, где весь основной ход геохимических и энергетических превращений определяется жизнью. Вернадский впервые указал на активную преобразующую деятельность древних и современных организмов в изменении облика нашей планеты. Грандиозные масштабы этого процесса позволили ему развить учение о космической роли жизни в геологической истории Земли, что, несомненно, дает право считать его основателем учения о биосфере. Биосферой Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов. Биосфера – это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества. С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную экосистему планеты, поддерживающую глобальный круговорот веществ. Приблизительная масса биосферы составляет 0,05% массы Земли, а ее объем 0,4% объема планеты. Структура биосферы представляет собой сложную многокомпонентную систему – совокупность газообразной, жидкой, твердой и биологической организаций. Она характеризуется строгой организованностью, биологическим равновесием численности и взаимной адаптированностью составляющих ее организмов. В.И. Вернадский подчеркивал, что биосферу нужно рассматривать как целостную геологическую оболочку Земли, весьма сложную саморегулирующуюся систему, состоящую из живого вещества и неживой материи. Всю совокупность организмов на планете Вернадский назвал живым веществом. Косное вещество - это совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют – т.е. горные породы магматического, неорганического происхождения, видоизмененные живыми организмами вещества космического происхождения, космическая пыль, метеориты. Биогенное вещество - органоминеральные или органические продукты, созданные и переработанные живыми организмами (торф, каменный уголь, нефть, известняки). Это источник чрезвычайно мощной потенциальной энергии. После образования биогенного вещества живые организмы в нем малодеятельны. Биокосное вещество - создаётся в биосфере живыми организмами вместе с косными (неживыми) процессами (водой, атмосферой, горными породами). Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосное вещество планеты – это по сути почва. Вопрос №89: Урбанизация. Урбанизация - процесс увеличения доли городского населения, который сопровождается ростом экономической, политической и культурной значимости городов по сравнению с сельской местностью. Предпосылками урбанизации являются рост в городах промышленности, развитие их культурных и политических функций, углубление территориального разделения труда. Для урбанизации характерны приток в города сельского населения и возрастающее маятниковое движение населения из сельского окружения и ближайших малых городов в крупные города (на работу, по культурно-бытовым надобностям и др.). В большинстве стран она является естественным следствием и стимулом экономического развития, проходящего стадии индустриализации и постиндустриализации. Поэтому уровень урбанизации, измеряемый процентным отношением городского населения к общей численности населения страны, особенно высок в развитых странах и гораздо ниже в странах с низким доходом на душу населения. Урбанизация представляет сложное комплексное явление, измерить которое с помощью одного показателя практически невозможно. Урбанизация рассматривается учёными и общественным мнением как, в общем, позитивная тенденция развития мира, как некий объективный процесс, связанный с обеспечением для всё большего числа жителей планеты условий для более удобной и комфортабельной жизни, для более полного развития способностей, для более защищённой и здоровой жизни. Конечно, урбанизации сопутствуют не только позитивные перемены в жизни людей, но и отрицательные. Можно выделить следующие основные проблемы урбанизации: 1. Проблемы с жильем. Урбанизация привлекает людей в города, что приводит к увеличению численности населения. С увеличением числа жителей, часто возникает нехватка свободного жилья, что ведет к повышению цен на жилплощадь. В основном, данная проблема возникает при некорректной работе городских властей и ответственных за градостроение служб. 2. Перенаселение. Это еще одна проблема урбанизации, которая связана с тем, что очень большое количество людей живет на относительно маленькой площади. В свою очередь, данный фактор создает дополнительную нагрузку на все коммунальные службы, да и на инфраструктуру в целом. 3. Безработица. Данная проблема существует даже в самых развитых городах. Все дело в том, что из-за огромного количества жителей, рынок труда переполнен рабочими, которые нуждаются в работе. В свою очередь, спрос на рабочую силу может быть не так высок, это и порождает безработицу. 4. Трущобы и бедные кварталы. Стоимость проживания в городских районах очень высока. Когда это сочетается со спонтанным ростом населения и безработицей, возникают целые кварталы из трущоб. 5. Антисанитария, плохая медицина и болезни. Из-за перенаселения и быстрого прироста жителей, в большинстве городских центров, как правило, обнаруживаются недостатки в водоснабжении и очистных сооружениях. Подобные проблемы ведут к плохой санитарной обстановке. В сочетании с плохой медициной, это способствует росту заболеваний. 6. Проблемы с транспортом. Одна из самых распространенных проблем больших городов, это заторы на дорогах. 7. Городская преступность. Проблемы нехватки ресурсов, перенаселенности, безработицы, нищеты, отсутствия социальных услуг и образования обычно приводят ко многим социальным проблемам, включая насилие, злоупотребление наркотиками и преступности. Задача №2 Сделать оценку качества поверхностного источника питьевого водоснабжения населенного пункта по степени опасности загрязнения химическими веществами. Привести наиболее распространенные причины загрязнения поверхностных вод, а также методы снижения этого загрязнения. Таблица 1 – Исходные данные
Решение: Переводим содержание вредных веществ в единицы ПДК, для чего фактическую концентрацию (С) делим на величину ПДК. 1) Свинец (Pb): 2) Нитраты: 3) Кадмий (Cd): Степень опасности загрязнения источника питьевого водоснабжения оцениваем по данным, приведенным в таблице 2. Таблица 2 – Критерии санитарно - гигиенической оценки опасности загрязнения питьевой воды и источников питьевого водоснабжения химическими веществами. Вывод: Сопоставив результаты расчетов с данными таблицы можно сделать вывод, что уровень загрязнения исследуемых вод оценивается как чрезвычайная экологическая ситуация, поскольку содержание кадмия (II класс опасности) в 7 раз превышает ПДК. Содержание свинца (I класс опасности) в 1,5 раза превышает ПДК, но находится в пределах гигиенических норм. Содержание нитратов (III класс опасности) в 3 раза превышает ПДК, но также находится в пределах гигиенических норм. Наиболее распространенные причины загрязнения поверхностных вод и методы снижения этого загрязнения: Качество поверхностного источника питьевого водоснабжения населенного пункта по степени опасности загрязнения химическими веществами оценивается как чрезвычайная экологическая ситуация. Наиболее распространенными причинами загрязнения поверхностных и подземных вод являются: отсутствие высокоэффективных систем очистки промышленных и коммунальных канализационных стоков, смыв с полей части почвы, содержащей агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений. Снижение загрязнения вод можно добиться посредством использования высокоэффективных систем очистки; создания безотходных технологических процессов, оборудования судов нефтеловушками и др. приспособлениями для сбора нефти с загрязненных вод. Основные способы улучшения качества воды для хозяйственно-питьевых целей – осветление (удаление взвешенных частиц с помощью отстаивания воды в отстойниках или гидроциклонах; пропускания воды через слой ранее образованного взвешенного осадка; фильтрования воды через слой зернистого или порошкообразного фильтрующего материала в фильтрах; фильтрования через ткани и сетки), обесцвечивание (устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или истинно растворенных веществ с помощью коагуляции, используя различные окислители (хлор, перманганат калия, озон) и сорбенты (активный уголь)) и обеззараживание (уничтожение содержащихся в ней болезнетворных вирусов и бактерий посредством хлорирования, бактерицидного облучения, озонирования и др.). Используют и специальные способы обработки как хозяйственно-питьевой, так и производственной воды, такие как дезодорация – удаление привкусов и запахов, обезжелезивание (при высоком содержании в воде железа), обесфторивание (при высоком содержании в воде фтора). Сочетание необходимых технологических процессов и сооружений составляет технологическую схему улучшения качества воды. Общая схема как питьевого, так и технического водопроводов примерно одинакова, отличаются они лишь тщательностью очистки до и после использования воды. Сточные воды очищают механическим, физико-химическим, биологическим и др. методами. Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание или дезинфекция сточных вод. Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. В зависимости от размеров грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения – нефтеловушками, маслоуловителями, смолоуловителями и т.д. Для разделения суспензий, реже эмульсий, в поле центробежной силы используют гидроциклоны. Физико-механическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные (глина, торф) и искуственные материалы (активированные угли). Из физико-химических методов широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием. Загрязненные сточные воды очищают также химическим (нейтрализатор, озонатор), электрохимическим (электрофлотатор), электролитическим (пропускание электрического тока через загрязненные воды) методами, с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления. Метод биологической очистки заключается в минерализации органических загрязнителей сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. Для этого используются биофильтры (сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой, благодаря которой интенсивно протекают процессы биохимического окисления), аэротенки (больших размеров железобетонные резервуары, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом, состоящим из бактерий и др. микроорганизмов) и биологические пруды (неглубокие земляные резервуары, обычно 0,5-1 м, в которых протекают те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Поля фильтрации предназначены для биологической доочистки сточных вод. На полях орошения одновременно с очисткой вод производится выращивание кормовых сельскохозяйственных культур или трав. При очистке сточных вод ограничиваются выделением вредных примесей или проводят рециркуляцию – возвращение в производство полезных веществ, которые затем вновь используются в производстве. В сельском хозяйстве очищенные сточные воды животноводческих комплексов используют на земледельческих полях орошения. Оборотное водоснабжение является существенным резервом экономного использования воды и сохранения водоемов в чистоте. Выбор схемы очистки в конкретных условиях определяется показателями очищаемых вод, возможностью утилизации примесей и повторного использования очищенной воды для нужд производства. Отдельные виды промышленных сточных вод нуждаются в захоронении. Задача №4 Озеро используется как рыбохозяйственный водоем. На берегу озера площадью 5 км2 и средней глубиной 2 м предполагается расположить промышленное предприятие, использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязненную воду в озеро. Рассчитать каким будет загрязнение озера через 1 месяц; 1 год? Сделать выводы о промышленном загрязнении водоема и дать рекомендации по сохранению озера. Охарактеризовать озеро как экосистему. Таблица 3 – Исходные данные
Решение: 1) Вычислим объем сточной воды, поступающей в озеро за 1 месяц, за 1 год. Для этого: а) Определим объем воды в озере по формуле: , где S ‒ площадь, дм2 (5 км2 = 5×108 дм2). h ‒ глубина, дм (2 м = 20 дм). Учитываем, что 1 дм3 = 1л. б) Определим объем воды, поступающей за 1 месяц: , л Полагаем, что 1 месяц = 30 дней. Выразим время в секундах: 30 × 24 × 60 × 60 = 2592000 сек. в) Определим объем воды, поступающей за 1 год: , л Предположим, что 1 год = 365 дней. Выразим время в секундах: 365 × 24 × 60 × 60 = 31536000 сек. 2) Определим количество вредных веществ, поступающих в озеро со сточной водой, Кв.в. , где W ‒ фактическое содержание вещества в сточной воде, мг/л; V ‒ объем сточных вод, л. За 1 месяц: Мышьяк: Ртуть: Свинец: За 1 год: Мышьяк: Ртуть: Свинец: 3) Вычислим фактическое загрязнение воды в озере каждым i вредным веществом: , где Кв.в.i ‒ количество i вредного вещества, мг; V ‒ объем воды в озере, л. За 1 месяц: Мышьяк: Ртуть: Свинец: За 1 год: Мышьяк: Ртуть: Свинец: 4) Определим общее загрязнение озера предприятием по формуле: , где Ci ‒ фактическое загрязнение воды i-м вредным веществом; ПДКi ‒ предельно допустимая концентрация этого вещества; n ‒ количество вредных веществ. Безразмерная суммарная концентрация ВВ не должна превышать 1: ПДК вредных веществ (ВВ) в воде водных объектов: Мышьяк – 0,05 мг/л; Ртуть – 0,005 мг/л; Свинец – 0,1 мг/л. За 1 месяц: За 1 год: Вывод: Выполнив расчеты, можно сделать вывод о том, что через 1 месяц концентрация вредных примесей не превышает допустимое значение, а через год без принятия каких-либо профилактических мер данное промышленное предприятие загрязнит озеро вредными веществами, так как суммарная концентрация вредных веществ (при этом ПДК не превышает ни одно из веществ). Следовательно, чтобы сохранить данный водоем как природный объект, предприятию нужно: Снизить потребление чистой воды (создать замкнутые схемы промышленного водопотребления); Сократить сброс сточных вод по объему и количеству загрязняющих веществ в водоемы; Установить на территории предприятия очистные сооружения с установками для механической, физико-химической и биологической очистки. Озеро как экосистема: 1. Структура экосистемы Основным источником энергии в озере является солнечный свет. Когда лучи проходят через толщу воды, большую часть энергии поглощает планктон, чтобы затем использовать ее для процессов фотосинтеза. Оставшийся свет постепенно поглощается самой водой. Поэтому освещенность на верхних уровнях всегда большая, а ближе ко дну уменьшается. Любая достаточно крупная экосистема озера имеет так называемый компенсационный уровень. Это глубина, которой достигает минимально необходимое растениям количество света. Фотосинтез у таких растений замедляется, чтобы уравновесить другие показатели – дыхание и расход пищи. Расположение компенсационного уровня напрямую зависит от свойств воды, ее чистоты и прозрачности. Он является некой условной разделительной линией. Выше нее растения вырабатывают избыточное количество кислорода, которым затем пользуются другие живые организмы. А ниже разделительной линии кислорода, наоборот, слишком мало. Основная его часть попадает на глубину из других, верхних слоев воды. Таким образом, ниже компенсационного уровня обитают только те живые организмы, которые могут обходиться минимальным количеством кислорода. 2. Общее распределение обитателей Очевидно, что на верхних уровнях экосистема озера заселена куда большим разнообразием видов, чем в придонной зоне. Данный факт обусловлен более благоприятными условиями для жизни, количеством пищи, тепла и кислорода на мелководных участках. Там во множестве обитают укореняющиеся светолюбивые растения: лилии, камыши, тростник, стрелолист. Они, в свою очередь, служат убежищем для насекомых и членистоногих, червей, моллюсков, головастиков. Также здесь находят себе пищу многие виды рыб. Самые мелкие членистоногие, для существования которых требуется большое количество света, живут у самой поверхности. Здесь же произрастает свободно плавающая ряска. На своих нижних уровнях озерная экосистема становится местом обитания для разного рода редуцентов, питающихся отмершими останками животных и растений. Также здесь обитают многие хищные виды рыб, такие как щука и окунь, и некоторые беспозвоночные организмы. Эти виды или питаются опускающимися с верхних слоев воды мертвыми существами или охотятся друг на друга. 3. Влияние загрязнения на озерные экосистемы Одним из важнейших природных элементов для таких систем является фосфор. От его количества зависит общая продуктивность экосистемы. Естественное содержание данного вещества в озерной воде невелико, но человеческая деятельность приводит к значительному увеличению концентрации. К основным причинам следует отнести попадающие в озеро отходы производства, слив сточных вод, избыточное использование удобрений, которые затем смываются дождями и подземными потоками. Все это привносит в экосистему несвойственное ей избыточное количество фосфора. В результате нарушается структура и продуктивность отлаженной системы: начинает стремительно возрастать количество планктона, от которого вода приобретает мутно-зеленоватый оттенок. Озеро начинает «цвести», но это только первая стадия. Далее оно загрязняется элементами питания, воды становятся менее насыщенными кислородом и солнечным светом (планктон в огромных количествах поглощает то, что должны были получить другие обитатели). Последнее нарушает деятельность редуцентов, из-за чего вода наполняется медленно гниющими останками. На финальной стадии растения начинают вырабатывать токсины, вызывающие массовую гибель рыбы. Другой вид загрязнения, из-за которого существенно страдает экосистема озера – тепловое. На первый взгляд оно не кажется серьезным: тепловое загрязнение не добавляет в воду никаких химических веществ. Но ведь нормальное функционирование системы зависит не только от состава среды, но и от температуры. Ее повышение также способно спровоцировать рост растений, который запускает медленную, но верную гибельную реакцию. Кроме того, отдельные виды рыб и беспозвоночных приспособлены к жизни в узких температурных рамках. Повышение или понижение температуры в этом случае замедляет рост организмов или убивает их. Данный вид загрязнения возникает в результате промышленной деятельности человека. Тест. 1. Продуценты: а) Осуществляют фотосинтез. 2. Закон толерантности звучит так: а) Факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке по отношению к оптимальным требованиям организмов являются лимитирующими. 3. Причины «демографических взрывов»: а) Улучшение социально-экономических факторов. 4. Биомасса - это: а) Выраженное в единицах массы количество живого вещества, приходящееся на единицу площади или объема. 5. К первичной продуктивности относятся: а) Биомасса, произведенная в процессе фотосинтеза. 6. К абиотическим экологическим факторам относятся: в) Климатические, эдафогенные, орографические, химические факторы. 7. Экологический фактор - это: а) Любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на одной из фаз его развития. 8. Популяцию характеризуют: а) Численность, плотность, рождаемость, смертность. 9. Экологические пирамиды характеризуют: а) Соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами в естественных экосистемах, выраженное в массе, численности или энергии и в виде графических моделей. в) Поток энергии через последовательные трофические уровни. 10. Редуценты - это: а) Организмы, разлагающие органические остатки. | |||||||||||||||||||||