Контрольная работа по "Экологии". 183

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский Государственный  Профессионально-Педагогический Университет»

Инженерно-педагогический институт

Кафедра общей химии

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: «Экология»

Вариант 13

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  группы ЗТГ- 517

                                                                        Гриценко Я.Н.

                                                                          Проверил:

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2012

Содержание

1. Задание № 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Задание № 57 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
3. Задание № 74. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Список использованной литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Задание № 14. Биогеохимический круговорот фосфора и последствия воздействия на него антропогенной деятельности.

Круговорот  фосфора в природе сильно отличается от биогеохимических циклов углерода, кислорода, азота и серы, так как газовая форма соединений фосфора (например РН3) практически не участвует в биогеохимическом цикле фосфора. То есть фосфор к накоплению в атмосфере вообще не способен. Поэтому роль «резервуара» фосфора, из которого этот элемент извлекается и используется в биологическом круговороте, так же как и для серы, играет литосфера. ¹

Фосфор в  литосфере содержится в форме  фосфатных соединений (солей фосфорной  кислоты). Основная доля среди них  приходится на фосфат кальция –  апатит. Это полигенный минерал, образующийся в различных природных процессах – как в глубинных, так и в гипергенных (в том числе и биогенных). Фосфатные соединения способны растворяться в воде, и фосфор в составе иона РО43- может мигрировать в водных растворах. Из них фосфор и усваивается растениями.

Индекс биогенного обогащения почв по отношению к земной коре, а растений по отношению к  почвам составляет для фосфора, так  же, как и для азота 1000 и 10000 соответственно (Ковда, 1985). Для растений наиболее доступным  является фосфор неспецифических органических соединений и гумуса и именно он играет главную роль в малом (локальном) биологическом цикле фосфора.

Животные являются еще большими концентраторами фосфора, чем растения. Многие из них накапливают  фосфор в составе тканей мозга, скелета, панцирей.. Есть несколько способов усвоения фосфора организмами-консументами. Во-первых, прямое усвоение из растений в процессе питания. Во-вторых, водные организмы-фильтраторы извлекают фосфор из органических взвесей. В-третьих, органические соединения фосфора усваиваются организмами-илоедами при переработке ими биогенных илов.

¹ Бернард Н. Наука об окружающей среде. - М.: Мир, 1993, 214

3

Возврат фосфора  в окружающую среду происходит при  разложении

органического вещества. Но возврат этот оказывается  далеко не полным. В целом для соединений фосфора характерна тенденция выноса в форме водных растворов и взвесей в конечные водоёмы стока, в наибольшей мере – в Мировой Океан, где он и накапливается в составе осадочных отложений различного генезиса. Вновь вернуться в экзогенный круговорот эта часть фосфора может только в результате тектонических процессов, растягивающихся на сотни миллионов лет. В естественных условиях сохранение баланса обеспечивается сравнительно слабой подвижностью соединений фосфора, в результате которой фосфор, извлечённый растениями из почвы, большей частью возвращается в неё в результате разложения органического вещества. В почвах и породах фосфор достаточно легко фиксируется. Фиксаторами фосфора являются гидроксиды железа, марганца, алюминия, глинистые минералы (особенно, минералы группы каолинита). Однако, фиксированный фосфор может быть на 40-50% десорбирован и использован растениями. Этот процесс зависит от рН и Eh условий среды. Повышенная кислотность, образование угольной кислоты, способствуют десорбции фосфора, усилению миграции фосфорных соединений.²

В восстановительной  среде образуются соединения фосфора  с двухвалентным железом, что  тоже способствует выносу фосфора из почвы.

Миграция фосфора  возможна и за счет водной и ветровой эрозии. Поэтому биогеохимический цикл фосфора значительно менее замкнут и менее обратим, чем циклы углерода и азота, а загрязнение фосфором окружающей среды особенно опасно (рис. 1).

 

 

 

 

 

² Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. СПб., Знание, 1999, с.76

4

 

Рис. 1. Схема биогеохимического цикла фосфора

 

 

    Основными особенностями круговорота фосфора, таким образом, являются:

- отсутствие атмосферного переноса;

- наличие единственного источника – литосферы;

- тенденция к накоплению в конечных водоёмах стока. ³

При интенсивной сельскохозяйственной эксплуатации земель потери фосфора в ландшафте становятся практически необратимыми. Компенсация возможна только за счёт применения фосфорных удобрений. Известно, что фосфорные удобрения являются важным и необходимым звеном в получении высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Однако, все известные запасы месторождений фосфатов ограничены и по предсказаниям ученых могут истощиться уже в ближайшие 75-100 лет. В то же время, вредные соединения

³ Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. СПб., Знание, 1999, с.89

5

фосфатов в  последнее время становятся одним  из важнейших факторов загрязнения  речных и озерных вод.

Таким образом, в последе время общая картина  распределения им миграции фосфора  в биосфере резко нарушена человеком. Вот слагаемые этого явления: во-первых, мобилизация фосфора из агроруд и шлаков, производство и применение фосфорных удобрений, во-вторых производство фосфорсодержащих препаратов и их использование в быту; в-третьих – производство фосфорсодержащих ресурсов продовольствия и кормов, вывоз и потребление их в зонах концентрации населения; в-четвертых – развитие рыбного промысла, добыча морских моллюсков и водорослей, что влечет за собой перераспределение фосфора из океана на сушу. В итоге наблюдается процесс фосфатизации суши, но процесс этот проявляется крайне неравномерно. Увеличивается содержание фосфора в окружающей среде больших городов. Напротив, страны, активно экспортирующие органические продукты и не применяющие фосфорных удобрений, теряют запасы фосфора в своих почвах.

 В течение XX в. в результате хозяйственной деятельности человека цепочка круговорота фосфора в биосфере оказалась нарушенной. Этому способствовали производство фосфорных удобрений и широкое их применение в сельском хозяйстве, получение в промышленных масштабах различных фосфорсодержащих препаратов, производство продовольствия и кормов, развитие рыбного промысла, добыча морских моллюсков и водорослей. Действия человека прямым образом отразились на круговороте вредных веществ и привели к перераспределению содержания их на суше и в гидросфере. Эрозия почв, смыв удобрений, органических отходов и экскрементов поверхностными водами, сбросы канализационных стоков приводят к сильнейшему загрязнению рек, озер и прибрежных областей Мирового океана. Происходит заражение почв, рек, водоемов суши, прибрежных участков морей, особенно в области дельт, заливов и эстуариев.

 

6

Вывод

    Фосфор принадлежит к числу довольно распространенных элементов, содержание его в земной коре составляет около 0,1 %.

    Вследствие высокой химической активности фосфор в свободном состоянии в природе не встречается. Но он играет исключительно большую роль во всех жизненных процессах.

    В круговороте фосфора посредником между почвой и растениями выступают бактерии.

    Считают, что фосфор - основной фактор, лимитирующий рост первичной продукции биосферы. Полагают даже, что фосфор - главный регулятор всех других биогеохимических циклов, это - наиболее слабое звено в жизненной цепи, которая обеспечивает существование человека.

   Поскольку на Земле запасы фосфора - элемента, важного для функционирования экосистем, малы, то любые воздействия человека на биогеохимический круговорот фосфора имеет ряд отрицательных последствий.

    Круговорот фосфора в биосфере – одно из самых значимых явлений живой природы. Он необходим как растениям, так и животным, и человечеству.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

2. Задание № 57. Загрязнение гидросферы. Основные источники загрязнения вод и главные вещества – загрязнители. Экологические последствия загрязнения гидросферы. Эвтрофикация водоемов.

В настоящее  время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых  вод и т. д.) является наиболее актуальной, т. к. всем известно - выражение «вода - это жизнь». Без воды человек  не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. ⁴

Загрязнение как  воздуха, так и водной среды происходило  на протяжение всей истории человечества: люди испокон веков использовали любую реку как сточную канаву. До последнего времени это не приносило большого вреда природе: органические отходы большей частью использовались в качестве удобрений, неорганических было сравнительно мало и они так или иначе использовались. Опасность для гидросферы возникла в XX вв с появлением крупных многомиллионных городов и развитием промышленности. За последние десятилетия большинство рек и озер мира было превращено в сточные канавы и отстойники нечистот. Несмотря на хорошие канализационные системы и гигантские поля орошения, о которых не слыхивали в XIX в. Несмотря на сотни миллиардные вложения в очистные сооружения, которые в состоянии предотвратить превращение реки или озера в зловонную жижу, но не в состоянии вернуть воде былую естественную чистоту: нарастающие объемы промышленных стоков и твердых отходов, растворяющихся в воде, оказываются сильнее самых мощных очистных агрегатов. 

Опасность загрязнения  воды в том, что человек в значительной мере состоит из воды и , чтобы оставаться человеком, он должен потреблять именно воду, которую в большинстве городов планеты трудно назвать пригодной для питья. Около половины населения развивающихся стран не имеет доступа к источникам чистой воды, вынуждена пить зараженную болезнетворными

⁴ А. О. Селиванов. Изменчивая гидросфера Земли. Москва, Знание, 1990. с. 117

8

микробами и  поэтому обречена на преждевременную  гибель от эпидемических заболеваний.

    Перестает быть водой и морская вода: множество побережий омывается жидкостью с совсем иным химическим составом, нежели тот, который имела морская вода несколько десятилетий назад. Симптомы деградации флоры и фауны Мирового океана замечены исследователями на большой глубине даже вдали от побережий. А ведь Мировой океан - колыбель жизни и “фабрика погоды” на всей Земле. Если и дальше продолжать загрязнять его, то это скоро приведет невозможности существования жизни на нашей планете.

Источники загрязнения вод и главные вещества загрязнители.

1. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

2. Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности.

3. Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.

4. Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем.

5. Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов.

6. Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию синезеленых водорослей, так

называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода  и 

9

отрицательно  влияет на флору и фауну водоемов.

   7. Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей.

8. Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными веществами.⁵

 

Экологические последствия загрязнения гидросферы.

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность  для всех живых организмов, и в частности для человека.

Пресноводные  экосистемы. Установлено, что под  влиянием загрязняющих веществ в  пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и  ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гид-робионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась. Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофи-кация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки — несколько десятилетий и менее.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя  к перестройке структуры трофических  связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению си-незеленых водорослей, вызывающих «цветение»

⁵ Ю. В. Новиков. Экология, окружающая среда и человек. Москва, Фаир, 1999. с. 88

10

воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции (Яблоков, 1983).

Процессы антропогенной  эвтрофикации охватывают многие крупные  озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское  и др., а также водохранилища  и речные экосистемы, в первую очередь  малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы сине-зеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. Сами же сине-зеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.

Помимо избытка биогенных  веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают  и другие загрязняющие вещества: тяжелые  металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменынение биомассы зоопланктона, гибель значительной части популяции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ  в Мировой океан в последнее  время резко возросли. Ежегодно в  океан сбрасывается до 300 млрд м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую

11

опасность для  морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

По Ю. А. Израэлю (1985), экологические последствия  загрязнения морских экосистем  выражаются в следующих процессах и явлениях :

— нарушении устойчивости экосистем;

— прогрессирующей эвтрофикации;

— появлении «красных приливов»;

— накоплении химических токсикантов  в биот е;

— снижении биологической  продуктивности;

— возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской  среде;

— микробиологическом загрязнении  прибрежных районов моря.⁶

До определенного  предела морские экосистемы могут  противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя  накопительную, окислительную и  минерализующую функции гидробионтов.

Экологические последствия загрязнения Мирового океана.

Биогенные элементы - Эвтрофирование - нарушение устойчивости экосистемы, красные приливы - анаэробиз среды, выпадение отдельных видов.

Абиотические  факторы загрязнения токсического характера - биологические эффекты  на уровне популяций и сообществ, биологические эффекты на уровне организмов - генетические, физиологические, биохемические, морфологические последствия.

Биотические факторы  загрязнения ( патогенные бактерии, вирусы и грибы ) - накоаление патогенной микрофлоры фильтрующими гидробионтами, иммунологические эффекты - гинетические последствия.

некоторых других странах, тем не менее он поступает  в Мировой океан в значительном количестве.) Ученые доказали и существование  в водах Мирового океана интенсивных  процессов биотрансформации опасного загрязнителя — бенз(а)пирена, благодаря наличию в открытых и полузакрытых акваториях

⁶ А. О. Селиванов. Изменчивая гидросфера Земли. Москва, Знание, 1990, с.218

12

гетеротрофной микрофлоры. Установлено также, что  микроорганизмы водоемов и донных отложений  обладают достаточно развитым механизмом устойчивости к тяжелым металлам, в частности, они способны продуцировать сероводород, внеклеточные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодействуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные

формы.

В то же время  в океан продолжают поступать все новые и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

На здоровье человека неблагоприятные последствия  при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) сказываются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода — планктон — рыбы — человек или вода — почва — растения — животные — человек, и др.

При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные  паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.

Эвтрофикация  водоемов - процесс обогащения водоемов питательными веществами (азот, фосфор, калий и др.), при котором создаются благоприятные условия для развития фитопланктона (сине-зеленые водоросли и другие водные растения) и вода начинает «цвести» (приобретает зеленую, желто-бурую,

красную окраску). При этом массовый рост, размножение  и дальнейшее

13

отмирание фитопланктона  сопровождаются потреблением растворенного  в воде кислорода и накоплением  ядовитых веществ – сероводорода и углекислоты и др.  При  этом резко ухудшается качество воды, гибнет от заморов рыба.

 

Вывод

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых  технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы  водоснабжения, где очищенные сточные  воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах.

 Замкнутые  циклы промышленного водоснабжения  дадут возможность полностью  ликвидировать сбрасываемые сточных  вод в поверхностные водоемы,  а свежую воду использовать  для пополнения безвозвратных  потерь.

 В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

14

 Существенное  влияние на повышение водооборота  может оказать внедрение высокоэффективных  методов очистки сточных вод,  в частности физико- химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение.

 Более широкое  внедрение этого метода как  в сочетании с биохимической  очисткой, так и отдельно, может  в определенной степени решить  ряд задач, связанных с очисткой  производственных сточных вод.

 

 В ближайшей  перспективе намечается внедрение  мембранных методов для очистки сточных вод.

 На реализацию  комплекса мер по охране водных  ресурсов от загрязнения и  истощения во всех развитых  странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода  ориентировочно, на примере США,  относительные затраты составляют (в %) : охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов -

48,0, ликвидация  твердых отходов - 15,0, снижение  шума -0,7, прочие 1,1.

 Как видно  из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов,

 Расходы,  связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.

 

 Таким образом,  охрана и рациональное использование  водных ресурсов - это одно из  звеньев комплексной мировой  проблемы охраны природы.

Сегодня каждый пятый человек в мире не имеет  в своем распоряжении чистой питьевой воды. Каждый второй употребляет воду, не прошедшую адекватной очистки.

15

     Около  2 млрд. человек живут в неудовлетворительных  санитарных условиях, 3 млн. детей  умирают ежегодно от употребления  зараженной болезнетворными микроорганизмами воды, 80 % болезней в развивающихся странах происходит от грязной воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

3. Задание № 74. Методы пераработки твердых отходов производства и потребления.

В области переработки  и ликвидации твердых отходов  биотехнологические методы наиболее широко применяются для утилизации коммунальных отходов.

    Традиционно твердые отходы складируются на городских свалках. Все возрастающие объемы отходов на душу населения приводят к возникновению огромного количества свалок, увеличению их площадей, а также к неуправляемому попаданию отходов в окружающую среду из-за рассыпания их при транспортировке. После того, как стало ясно, что при анаэробной переработке отходов в больших количествах образуется ценный энергетический носитель – биогаз, основные усилия стали направляться на соответствующую организацию свалок и получение на месте их переработки метана.

      На городских свалках в последние годы четко просматривается тенденция увеличения объема бумаги и пластмасс на фоне снижения доли органических и растительных материалов, что удлиняет время стабилизации отходов.

     Поведение отходов на свалке носит чрезвычайно сложный характер, так как постоянно происходит наслаивание нового материала через различные временные промежутки. В результате этого процесс подвержен действию градиентов температуры, рН, потоков жидкости, ферментативной активности и пр. В общей массе материала свалок присутствует сложная ассоциация микроорганизмов, которые развиваются на поверхности твердых частиц, являющихся для них источником биогенных элементов. Внутри ассоциации складываются разнообразные взаимосвязи и взаимодействия. В целом состояние и биокаталитический потенциал микробного сообщества зависит от спектра химических веществ материала свалок, степени доступности этих веществ, наличия градиентов концентраций различных субстратов, в особенности градиентов концентраций доноров и акцепторов электронов и водорода.

     На начальной стадии биодеградации твердых отходов доминируют аэробные процессы, в ходе которых под воздействием микроорганизмов (грибов,

17

бактерий, актиномицетов) и также беспозвоночночных (клещей, нематод и др.) окисляются наиболее деградируемые компоненты. Затем  деструкции подвергаются трудно и медленно окисляемые субстраты – лигнин, лигноцеллюлозы, меланины, танины. Существуют различные методы оценки степени биодеградации твердых отходов. Наиболее информативным принято считать метод оценки, основанный на различиях в скоростях разложения целлюлозы и лигнина. В непереработанных отходах отношение содержания целлюлозы к лигнину составляет около 4,0; в активно перерабатываемых – 0,9–1,2 и в полностью стабилизированных отходах – 0,2. В течение аэробной стадии температура среды может повышаться до 80°С, что вызывает инактивацию и гибель патогенной микрофлоры, вирусов, личинок насекомых. Температура может служить показателем состояния свалки. Увеличение температуры повышает скорость протекание процессов деструкции органических веществ, но при этом снижается растворимость кислорода, что является лимитирующим фактором. Исчерпание молекулярного кислорода приводит к снижению тепловыделения и накоплению углекислоты. Это, в свою очередь, стимулирует развитие в микробной ассоциации сначала факультативных, а затем облигатных анаэробов. При анаэробной минерализации в отличие от аэробного процесса участвуют разнообразные, взаимодействующие между собой микроорганизмы. При этом виды, способные использовать более окисленные акцепторы электронов, получают термодинамические и кинетические преимущества. Происходит последовательно процесс гидролиза полимеров типа полисахаридов, липидов, белков; образованные при этом мономеры далее расщепляются с образованием водорода, диоксида углерода, а также спиртов и органических кислот. Далее при участии метаногенов происходит процесс образования метана.⁷