Контрольная работа по "Экологии". 63
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Безопасность жизнедеятельности
и экология»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Экология»
Вариант №3
Автор работы
Специальность
Обозначение контрольной работы КР группа ______
Работу проверил _________________________
Работа защищена _______________ оценка ________________
Преподаватель _________________
Тверь 2013
3. Исходные теоретические концепции экологии.
Наибольшее значение для экологии имела биологическая наука и особенно
эволюционная теория Ч.Дарвина. Положения о наследственности и изменчивости, естественном и искусственном отборах и борьбе за существование как движущей силе эволюции позволили по-новому взглянуть на многообразие и единство форм жизни и лучше понять приспособительное значение различных направлений и видов эволюции:
1) ароморфоз, заключающийся в появлении таких морфофизиологических
изменений, которые ведут к общему подъему организации биологических
объектов, выходу их на новые уровни эволюции
2) идиоадаптация, обеспечивающая частные приспособления на этом новом уровне или рубеже.
Примером ароморфоза может служить выход водных животных на сушу
(превращение рыб в
Эволюция закрепила 2 вида отбора:
- К-отбор, при котором
организма и совершенствования его функций
- R-отбор, при котором те же задачи решаются резким увеличением потомства (некоторые рыбы мечут до нескольких миллионов икринок за один нерест).
Окончательное оформление экологии в самостоятельную дисциплину совпало сразвитием кибернетики и системного подхода. Биологические и особенно экологические объекты для кибернетиков стали наиболее совершенными образцами реализации принципа обратной связи.
Системный подход, повсеместно применяющийся в наше время, базируется на понятии системы, как множества закономерно связанных друг с другом элементов, составлявших собой единство, определенное целостное образование.
Важнейшим свойством система является эмерджентность, т.е. появление новых, не сводящихся к сумме старых, качеств. Любой уровень анализа в экологии (начиная от единичной простейшей особи до биосферы в целом) требует системного подхода, ибо самая простая форма жизни уже представляет собой сложнейшую систему, превосходящую по сложности самые грандиозные технические устройства
Из новейших глобальных теоретических обобщений для экологии наибольшее значение имеет концепция диссипативных структур И.В. Пригожина. которым доказана возможность самоорганизации и усложнения макроскопических структур в неравновесных состояниях. Концепция диссипативных структур исключает случайность возникновения жизни на планете и дает новое более глубокое объяснение ее зарождению и эволюции.
13.Лимитирующие факторы жизни.
Разные экологические факторы
имеют для живых организмов неодинаковую
значимость.
Для жизни организмов необходимо определенное
сочетание условий. Если все условия среды
обитания благоприятны, за исключением
одного, то именно это условие становится
решающим для жизни рассматриваемого
организма.
Лимитирующие (ограничивающие) факторы –
это
1)любые факторы, тормозящие
При наличии оптимальных сочетаний множества
факторов один лимитирующий фактор может
привести к угнетению и гибели организмов.
Например, теплолюбивые растения погибают
при отрицательной температуре воздуха,
несмотря на оптимальное содержание элементов
питания в почве, оптимальную влажность,
освещенность и так далее. Лимитирующие
факторы являются незаменимыми в том случае,
если они не взаимодействуют с другими
факторами. Например, недостаток минерального
азота в почве нельзя скомпенсировать
избытком калия или фосфора.
Лимитирующие факторы для наземных экосистем:
- температура;
- вода;
- свет;
- питательные вещества в почве.
Лимитирующие факторы для водных экосистем:
- температура;
- солнечный свет;
- содержание растворенного кислорода;
- соленость.
Обычно эти факторы взаимодействуют таким
образом, что один процесс ограничен одновременно
несколькими факторами, и изменение любого
из них приводит к новому равновесию. Например,
увеличение доступности пищи, и уменьшение
давления хищников могут привести к возрастанию
численности популяции.
Примерами ограничивающих факторов являются:
выходы неразмываемых пород, базис эрозии,
борта долины и др.
Так, фактором, ограничивающим распространение
оленей, является глубина снежного покрова;
бабочки озимой совки (вредителя овощных
и зерновых культур) — зимняя температура
и т. д.
Представление о лимитирующих факторах
основывается на двух законах экологии:
законе минимума и законе толерантности.
В середине 19 века немецкий ученый химик-органик
Либих, изучая влияние различных микроэлементов
на рост растений, первый установилследующее:
рост растений ограничивается элементом,
концентрация и значение которого лежит
в минимуме, т. е присутствует в минимальном
количестве. Образно закон минимума помогает
представить так называемая «бочка Либиха».
Это бочка, деревянные рейки у которой
разной высоты, как показано на рисунке.
Понятно, что какой бы высоты ни были
остальные рейки, налить воды в бочку можно
ровно столько, какова высота самой короткой
рейки. Так и лимитирующий фактор ограничивает
жизнедеятельность организмов, несмотря
на уровень (дозу) остальных факторов.
Например, если дрожжи
поместить в холодную воду, низкая температура
станет лимитирующим фактором их размножения.
Это знает каждая хозяйка, а потому оставляет
дрожжи «набухать» (а на самом деле размножаться)
в теплой воде с достаточным количеством
сахара. Остается только "подменить"
некоторые термины: высота налитой воды
пусть будет какой-либо биологической
или экологической функцией (например,
урожайностью), а высота реек будет указывать
на степень отклонения дозы того или иного
фактора от оптимума.
В настоящее время закон минимума Либиха трактуется более широко. Лимитирующим фактором может быть фактор, находящийся не только в недостатке, но и в избытке.
Экологический фактор играет роль ЛИМИТИРУЮЩЕГО ФАКТОРА, если данный фактор находится ниже критического уровня или превосходит максимально выносимый уровень.
Лимитирующий фактор обуславливает ареал распространения вида или (при менее суровых условиях) сказывается на общем уровне обмена веществ. Например, содержание фосфатов в морской воде является лимитирующим фактором, определяющим развитие планктона и в целом продуктивность сообществ.
Понятие "лимитирующий фактор" применимо не только к различным элементам, но и ко всем экологическим факторам. Не редко в качестве лимитирующего фактора выступают конкурентные отношения.
У каждого организма в отношении различных экологических факторов существуют пределы выносливости. В зависимости от того, насколько широки или узки эти пределы, различают эврибионтные и стенобионтные организмы. Эврибионты способны выносить широкую амплитуду интенсивности различных экологических факторов. Скажем, ареал обитания лисицы - от лесотундры до степей. Стенобионты, напротив, переносят лишь очень узкие колебания интенсивности экологического фактора. Например, практически все растения влажных тропических лесов - стенобионты.
Закон толерантности
Понятие о том, что наравне с минимумом
лимитирующим фактором может быть и максимум,
ввел спустя 70 лет в 1913 г. после Либиха,
американский зоолог В.Шелфорд. Он обратил
внимание на то, что ограничивать развитие
живых организмов могут не только те экологические
факторы, значения которых минимальны,
но и те, которые характеризуются экологическим
максимумом, и сформулировал закон толерантности:
«лимитирующим фактором процветания популяции
(организма) может быть как минимум, так
и максимум экологического воздействия,
а диапазон между ними определяет величину
выносливости (предел толерантности) или
экологическую валентность организма
к данному фактору)»
Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума(нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называетсязоной угнетения или пессимума. Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно. Предел толерантности описывает амплитуду колебаний факторов, которая обеспечивает наиболее полноценное существование популяции. Отдельные особи могут иметь несколько иные диапазоны толерантности.
23.Cреды жизни человека и формы его адаптации к ним.
Человек является единственным биологическим видом, распространенным по всей биосфере. Есть регионы с высокой плотностью населения, есть места, где человек появляется только эпизодически и сравнительно небольшими группами (например, в Антарктиде), но нет таких мест, где бы не ощущалось действие антропогенных факторов или последствий экономической деятельности человека.
В зависимости от степени антропогенных преобразований различаются
естественные, антропогенные и формируемые среды обитания. К естественным относятся регионы, в которых остались практически в неизмененном виде сложившиеся биоценозы и где регистрируются только общепланетарные антропогенные изменения. Антропогенная среда обитания поддерживается систематическими усилиями человека и при его уходе она разрушается.
Формируемые или искусственные среды обитания представлены прежде всего городами и урбанизированными территориями, в которых даже трава может заменяться искусственными зелеными покрытиями (США).
По функциональному назначению выделяют производственную, бытовую, селитебную и рекреационную среды. Один из вариантов последних - естественная природа с ее климатическими и бальнеологическими факторами.
Разброс значений характерен для факторов среды: солнечного излучения,
скорости движения ветра, стихийных явлений природы и т.д. Однако люди,
длительное время проживающие в экстремальных условиях (например, в Тибете), как правило, хорошо приспособлены к этим экстремальным условиям.
Процесс приспособления к изменившимся климатическим условиям называется
акклиматизацией и составляет недели и месяцы при акклиматизации к жаркому климату и от 6 месяцев до 1,5...2 лет - к холодному. Длительность
акклиматизации к полярным условиям помимо холода связана также с изменениями фотопериодизма (полярная ночь и день) и значительными колебаниями геомагнитного поля. Адаптация человека, т.е. передаваемое по наследству приспособление строения, функций и поведения к ОС, соответствует общим законам биологической адаптации. Однако у человека в этом важном и сложном процессе имеются свои особенности. Первая из них заключается в применении целого ряда небиологических средств для защиты от неблагоприятных факторов, а именно:
1) применение одежды
и обуви для защиты от
2) использование инженерных средств защиты (зданий и сооружений, систем
отопления, кондиционирования и вентиляции, средств коллективной и
индивидуальной защиты);
3) изменение калорийности и режима питания;
4) медицинская профилактика предполагаемых нарушений: повышение иммунитета;
применение актопротекторов, адаптогенов и т.д.
Второй особенностью адаптации человека является специфичность его
поведенческих характеристик. У животных такие реакции могут быть
представлены избеганием неблагоприятных, пассивным подчинением и активной борьбой с воздействием таких условий за счет создания сложной системы приспособительных реакций. В отличие от животных поведенческие реакции человека осознаны:
доминирующая роль в
них принадлежит мотивам
Третьей особенностью человека является то, что помимо его приспособления к природным и временным факторам в реакциях адаптации большое место
занимают социальные условия жизни (адаптация к стрессам, рабочим
нагрузкам и т.д.).
33.Взаимодействие объектов экономики с ОПС, последствия.
Эффективными средствами ООПС и рационального ПП служат такие экономические рычаги как лицензия, договор и лимиты.
Лицензия (разрешение) на комплексное ПП — документ, удостоверяющий право его владельца на использовании в фиксированный период времени ПР, а так же размещение отходов, выбросов и сбросов.
В лицензию на комплексное ПП включают:
· Перечень используемых ПР, лимиты и нормативы расхода и изъятия
· Нормативы платы на охрану и воспроизводство ПР;
· Перечень, нормативы и лимиты выбросов(сбросов) загрязняющих веществ и размещение отходов;
· Нормативы платы за выбросы(сбросы) загрязняющих веществ и размещение отходов;
· Экологические требования и ограничения, при которых допускается хозяйственная или иная деятельность;
Лицензия на комплексное ПП выдается сроком на один год. Если возникает угроза экологической безопасности населения, право пользования лицензией может быть досрочно приостановлено. Получив лицензию и пройдя соответственную экспертизу, согласно закону РФ об ООС 11 января 2002 года, заключается договор.
Договор, выдающийся на комплексное ПП предусматривает:
- Условия и порядок использования ПР;
- Права и обязанности природопользователя;
- Размеры платеже за использование ПР;
- Ответственность сторон;
- Возмещение ущерба;
Лимиты на ПП — предельные объемы ПР,
выбросов (сбросов) загрязняющих веществ,
размещения отходов производства, которые
устанавливаются для предприятий-
- К бережному отношению к ПС;
- Сокращению отходов;
- Уменьшению выбросов (сбросов) загрязняющих веществ;
- Переходу к малоотходным и ресурсосберегающим технологиям.
Лицензия, лимит
и договор на комплексное ПП выполняют
экономические и
Закон РФ об охране окружающей среды от 11 января 2002 года, глава 4 статья 16 предусматривает плату за использование ПР (земля, вода и т.д.).
Плата взимается в пределах установленных лимитов:
- За сверхлимитное и нерациональное использование ПР;
- На их воспроизводство и охрану;
Формы платежей за ПР различны в зависимости от вида и назначения.
Ø Лесные ресурсы в виде податей (налога) и арендной платы;
Ø Водные ресурсы — платежи в течении срока водопользования;
Ø Земельные ресурсы — земельный налог или арендная плата;
Платность ПР повышает материальную заинтересованность ПП в сохранении и рациональном использовании ПР.
43.Истощение озонового слоя Земли, причины и последствия.
Слой озона в стратосфере (около
90% озона находится между высотами
приблизительно 10 и 50 км над поверхностью
земли) защищает жизнь на земле от губительного
ультрафиолетового излучения Солнца.
Очевидно, что озон - важный компонент атмосферы, требующий особого внимания. Исследования по проблеме истощения озонового слоя ведутся давно, однако полной ясности до сих пор нет.
Внимание экологов приковано в первую очередь к причинам убыли озона в стратосфере. Вопрос возник после сообщения о том, что в южнополярной зоне над Антарктидой в 1985 году обнаружена "озоновая дыра" - область, где весной содержание озона снижается почти вдвое. В 1970 году П. Крутцен в числе первых показал, что оксиды азота, выбрасываемые в атмосферу при использовании сельскохозяйственных удобрений, а также дозвуковыми и сверхзвуковыми самолетами, могут разрушать озоновый слой. В 1974 году С. Роуленд и М. Молина указали на хлорофторуглеродные соединения- вещества, разрушающие озон; работы этих ученых в 1995 году были удостоены Нобелевской премии.
В результате продолжающегося антропогенно обусловленного разрушения озонового слоя ультрафиолетовое излучение на поверхности Земли увеличивается, что может привести к пагубным последствиям для человека и биосферы в целом. По данным ООН, сокращение озонового слоя всего на 1% приводит к появлению у людей 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи. Последствия убыли озона могут быть угрожающими, они могут привести к более чем 3 млн. смертельных случаев от рака кожи до 2030 года и 19 млн. - до 2060 года. Число глазных заболеваний (катаракты) может увеличиться на 130 млн. до 2060 года; примерно 50% из них придется на долю развивающихся стран.
Кроме увеличения заболеваемости, существует множество других
трудно учитываемых воздействий на здоровье человека и животных (например, снижение иммунитета), на урожаи сельскохозяйственных культур, на водные экосистемы и др.
Благодаря открытию антропогенных причин изменений озонового слоя был принят ряд международных актов: Монреальский Протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 г.), Венская Конвенция о защите озонового слоя (1985 г.), последующие поправки и дополнения к Протоколу. В Хельсинки принята Декларация о защите озонового слоя (1989 г.), которая содержит рекомендации отказаться от производства и потребления хлор- и фторуглеродсодержащих соединений (ХФУС) по возможности быстрее. Последующая Лондонская Поправка к Монреальскому Проотоколу содержит рекомендации о полном исключении выбросов в атмосферу озоноразрушающих веществ (ОРВ) с учетом оценок 1989 года.
Прогнозы, сделанные с
учетом данных о прошлых выбросах ОРВ и максимальных уровней сокращения
выбросов ОРВ согласно Монреальскому
протоколу, показали, что полное восстановление
озонового слоя может произойти лишь к
середине XXI века, причем только при условии
соблюдения всех договоренностей о сокращении
выбросов ОРВ. Максимального разрушения
слоя озона следует ожидать в течение
первых двух десятилетий XXI века.
Проблемы озона стали
важной частью ряда международных
1. Скорость спада стратосферного озона в средних широтах замедлилась, поэтому реальные потери озона оказались меньше, чем прогнозируемые в 1994 году.
2. Наблюдавшееся в 1994 - 1997 г.г. снижение по
3. Антарктическая озоновая дыра весной сохранялась каждый год при спаде общего содержания озона, обычно составлявшем 40 - 55% в сентябре-октябре, но в отдельные недели возраставшем до 70%. Максимальный спад имел место в 1998 году.
4. В умеренных широтах северного полушария тренд спада общего содержания озона был максимальным в слое 15-40 км (больше 7% за 10 лет) и минимальным (2% за 10 лет) на высоте около 30 км. Основная доля спада общего содержания тропосферного озона пришлась на слой между тропосферой и высотой 5 км. В понимании причин и роли изменений озонового слоя все еще существуют определенные неясности. Проведенные после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году измерения привели к выводу о существенном влиянии этого важного события на стратосферный озон. Подтверждены новыми исследованиями данные о воздействии дозвуковых и сверхзвуковых самолетов на тропосферный и стратосферный (нижнего слоя) озон. Выбросы в атмосферу газов, обусловленные спутниками и сверхзвуковыми летательными аппаратами (один из наиболее важных компонентов - за счет твердотопливных ракет), являются на больших высотах единственным видом прямых антропогенных выбросов.
Совершенно очевидно, что озон влияет на ультрафиолетовую и длинноволновую радиацию, на атмосферную циркуляцию, оказывает прямое воздействие на растения и животных. Более того, озон является главным компонентом химических процессов с участием следовых газов, протекающих как в тропосфере, так и в стратосфере. Существуют связи между химическими, радиационными и динамическими процессами, ответственными за изменения озона, неполный учет которых вносит существенные неопределенности в оценке воздействий на слой озона.
Поведение озона очень сложно, и ряд явлений объяснить пока не удается. Пока, например, непонятен наблюдаемый в средних широтах незначительный рост ультрафиолетового излучения со временем. Замедление разрушения озонового слоя в атмосфере Земли над Северным полушарием, зарегистрированное в последнее время специалистами ВМО, объясняется естественными процессами - глобальным потеплением в стратосфере над Арктикой и изменением направления преобладающих воздушных потоков. Однако в Южном полушарии истощение озонового слоя в 2000 году (в октябре) тем не менее достигло рекордной отметки.
Некоторые специалисты полагают, что восстановление озонового слоя в атмосфере Земли может иметь неприятные последствия для человечества: загрязнение земной атмосферы усилится из-за снижения концентрации ОН-групп, которые, связываясь с S и СН4, выводят их из атмосферы.
Совершенно иную роль играют изменения концентрации озона в приземном слое атмосферы, составляющего около 10% от общего содержания озона. Хотя эта роль пока окончательно не ясна, оценки показали, что с начала промышленной революции до настоящего времени произошло существенное увеличение содержания озона в тропосфере. Установлено, что он является важным парниковым газом, и вносит определенный вклад (10 - 20%) в потепление климата. Изучается вопрос о влиянии тропосферного озона на химию свободной тропосферы. Важной особенностью является связь тропосферного озона с образованием фотохимического смога.
Изменения стратосферного и тропосферного озона по-разному влияют на климат и экосистемы. Специфика их влияний создала определенную основу для того, чтобы считать, что стратосферный озон играет положительную роль, а тропосферный - отрицательную. В то же время есть точка зрения, что опасность, обусловленная наблюдаемым снижением содержания стратосферного озона, преувеличена.
53.Методы очистки выбросов от газообразных веществ и их сущность.
Методы очистки промышленных выбросов от газообразных примесей по характеру протекания физико-химических процессов делятся на четыре группы: промывка выбросов растворителями примеси (метод абсорбции); промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (метод хемосорбции); поглощение газообразных примесей твердыми активными веществами (метод адсорбции); поглощение примесей путем применения каталитического превращения.
Метод абсорбции. Этот метод заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов этой смеси поглотителем (называемым абсорбентом) с образованием раствора. Физическая сущность процесса абсорбции объясняется так называемой пленочной теорией, согласно которой при соприкосновении жидких и газообразных веществ на поверхности раздела обеих фаз образуется жидкостная и газовая пленки.
Растворимый в жидкости компонент газовоздушной смеси проникает путем диффузии сначала через газовую пленку, а затем сквозь жидкостную и поступает во внутренние слои абсорбента. Для осуществления диффузии необходимо, чтобы концентрация растворяемого компонента в газовоздушной смеси превосходила его равновесную концентрацию над жидкостью. Чем менее насыщен раствор, тем больше он поглощает газа.
Поглощающую жидкость (абсорбент) выбирают из условия растворимости в ней поглощаемого газа, температуры и парциального давления газа над жидкостью. Решающим условием при выборе абсорбента является растворимость в нем извлекаемого компонента и ее зависимость от температуры и давления. Если растворимость газов при 0° С и парциальном давлении 101,3 кПа составляет сотни граммов на 1 кг растворителя, то такие газы называются хорошо растворимыми.
Применение абсорбционных
В зависимости от конкретных задач
применяются абсорберы
Рис. 32. Орошаемый скруббер-абсорбер
с насадкой
Большое распространение получили башни с колпачковыми тарелками. На рис. 33 изображена схема устройства тарельчатого абсорбера, в котором вместо насадки установлено несколько тарелок 1. Каждая тарелка снабжена колпачками 2 с зубчатыми краями, патрубками 3 и переливными трубками 4. Абсорбент в этих аппаратах стекает от тарелки к тарелке по переливным вертикальным трубкам. Очищаемый газ движется снизу вверх в направлении, указанном стрелками, барботируя через слой жидкости. При прохождении между зубцами колпачков газ разбивается на множество струек и пузырьков, в результате чего образуется большая поверхность соприкосновения взаимодействующих веществ. Иногда вместо колпачковых тарелок применяются перфорированные пластины с большим количеством мелких отверстий (диаметр около 6 мм), которые создают пузырьки газа одинаковой формы и размера. Более мелкие отверстия затрудняют стекание промывной жидкости, особенно при значительных расходах газа.
Рис. 33. Схема тарельчатого абсорбера
В качестве абсорберов могут использоваться и такие устройства, как мокрые скрубберы Вентури (см. рис. 16), центробежные скрубберы (см. рис. 18, а) и др.

- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"
- Контрольная работа по "Экологии"