Контрольная работа по «Экологии». 13

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Санкт - Петербургский  государственный университет технологии и дизайна

Кафедра инженерной химии и промышленной экологии

Контрольная работа №1

по дисциплине Экология

Выполнила:

студентка 2 курса, группы 2-сз-1

ИБК

Политаева Елена Николаевна

Номер зачетной книжки: 0835281

Проверил:

Тарасенков Н.В.

Оглавление

Вопрос №2. Окружающая среда. Компоненты окружающей среды 3

Вопрос № 35. Изменения в экосистемах. Климакс. 6

Вопрос № 50. Классификация твёрдых бытовых  отходов 12

Список используемой литературы 17

Вопрос №2. Окружающая среда. Компоненты окружающей среды

«Окружающая среда – это система, включающая три различных среды: абиотическую, биотическую и антропогенную»¹. Из этого определения можно выявить следужщие компоненты: абиотическая среда – рельеф, воздух, вода, почва; биотическая – растения и животные; антропогенная – человек и его деятельность. Рассмотрим функции компонентов абиотической среды, представив их в таблице.

Исходя из данной таблицы, можно сделать следующий вывод: все компоненты окружающей среды  связаны между собой, один компонент  дополняет другой. Например, животные не смогут жить без воды и воздуха, так и растения не могут расти  без почвы.

Окружающая среда –  это мир вокруг нас, а её компоненты – частицы организованные в одну налаженную сеть. 

Вопрос № 35. Изменения  в экосистемах. Климакс.

Экосистема - основное понятие  экологии. Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической  системы, экосистемы) и, во-вторых, оно  не хаотично, а определенным образом  организовано, подчинено законам. «Для естественной экосистемы характерны три признака:

• экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;
• в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;
• экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов»².

Примерами природных экосистем  являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера. Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При  этом реализуется иерархия организации  систем, в данном случае экологических. Таким образом, устройство природы  следует рассматривать как системное  целое, состоящее из вложенных одна в другую экосистем, высшей из которых  является уникальная глобальная экосистема - биосфера. В ее рамках происходит обмен  энергией и веществом между всеми  живыми и неживыми составляющими  в масштабах планеты.

Сложение экосистем —  динамический процесс. Существует динамика экосистем. В экосистемах постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности их членов и соотношении популяций. Многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, относят к двум основным типам: циклические и поступательные.

Циклические изменения экосистем

Циклические изменения сообществ отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявления эндогенных ритмов организмов. Суточная динамика экосистем связана главным образом с ритмикой природных явлений и носит строго периодический характер. В каждом биоценозе имеются группы организмов, активность жизни у которых приходится на разное время суток. Одни активны днем, другие — ночью. Отсюда в составе и в соотношении отдельных видов биоценоза той или иной экосистемы происходят периодические изменения, так как отдельные организмы на определенное время выключаются из него. Суточную динамику биоценоза обеспечивают как животные, так и растения. Как известно, у растений в течение суток изменяются интенсивность и характер физиологических процессов — ночью не происходит фотосинтез, нередко у растений цветки раскрываются только в ночные часы и опыляются ночными животными, другие приспособлены к опылению днем. Суточная динамика в биоценозах, как правило, выражена тем сильнее, чем значительнее разница температур, влажности и других факторов среды днем и ночью.

Более значительные отклонения в биоценозах наблюдаются при  сезонной динамике. Это обусловлено  биологическими циклами организмов, которые зависят от сезонной цикличности  явлений природы. Так, смена времени  года значительное влияние оказывает  на жизнедеятельность животных и  растений (спячка, зимний сон, миграции у животных; периоды цветения, плодоношения, активного роста, листопада и зимнего покоя у растений). Сезонной изменчивости подвержена нередко и ярусная структура биоценоза. Отдельные ярусы растений в соответствующие сезоны года могут полностью исчезать, например, состоящий из однолетников травянистый ярус. Длительность биологических сезонов в разных широтах неодинакова. В связи с этим сезонная динамика биоценозов арктической, умеренной и тропической зон различна. Она выражена наиболее четко в экосистемах умеренного климата и в северных широтах.

Многолетняя изменчивость является нормальной в жизни любого биоценоза. Так, количество осадков, выпадающих в  лесостепи, резко колеблется по годам, ряд засушливых лет чередуется с  многолетним периодом обилия осадков. Тем самым оказывается существенное влияние на растения и животных. При этом происходит выработка экологических  ниш — функциональное размежевание в возникающем множестве или  его дополнение при малом разнообразии.

Многолетние изменения в  составе биоценозов повторяются  и в связи с периодическими изменениями общей циркуляции атмосферы, в свою очередь, обусловленной усилением  или ослаблением солнечной активности.

В процессе суточной и сезонной динамики целостность биоценозов обычно не нарушается. Биоценоз испытывает лишь периодические  колебания качественных и количественных характеристик.

Поступательные изменения  экосистем.

Поступательные изменения  в экосистеме приводят в конечном итоге к смене одного биоценоза  другим, с иным набором господствующих видов. Причинами подобных смен могут  являться внешние по отношению к  биоценозу факторы, действующие  длительное время в одном направлении, например увеличивающееся загрязнение  водоемов, возрастающее иссушение болотных почв, усиленный выпас скота и т. д. Данные смены одного биоценоза другим называют экзогенетическими. В том случае, когда усиливающее влияние фактора приводит к постепенному упрощению структуры биоценоза, объединению их состава, снижению продуктивности, подобные смены называют дигрессивными или дигрессиями.

«Эндогенетические смены возникают в результате процессов, которые происходят внутри самого биоценоза. Последовательная смена одного биоценоза другим называется экологической сукцессией (от лат. succession — последовательность, смена). Сукцессия является процессом саморазвития экосистем. В основе сукцессии лежит неполнота биологического круговорота в данном биоценозе. Известно, что живые организмы в результате жизнедеятельности меняют вокруг себя среду, изымая из нее часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма»³. При сравнительно длительном существовании популяций они меняют свое окружение в неблагоприятную сторону и как результат — оказываются вытесненными популяциями других видов, для которых вызванные преобразования среды оказываются экологически выгодными. В биоценозе происходит таким образом смена господствующих видов. Здесь четко прослеживается правило (принцип) экологического дублирования. Длительное существование биоценоза возможно лишь в том случае, если изменения среды, вызванные деятельностью одних живых организмов благоприятны для других, с противоположными требованиями.

На основе конкурентных взаимодействий видов в ходе сукцессии происходит постепенное формирование более  устойчивых комбинаций, соответствующих  конкретным абиотическим условиям среды. Пример сукцессии, приводящей к смене  одного сообщества другим, — зарастание небольшого озера с последующим  появлением на его месте болота, а затем леса. Вначале по краям озера образуется сплавна — плавающий ковер из осок, мхов и других растений. Постоянно озеро заполняется отмершими остатками растений — торфом. Образуется болото, постепенно зарастающее лесом. «Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией»⁴.

Сукцессии в природе чрезвычайно  разномасштабны. Их можно наблюдать  в банках с культурами, представляющими  собой планктонные сообщества —  различные виды плавающих водорослей и их потребителей. В организации экосистем иерархичность проявляется и в сукцессионных процессах — более крупные преобразования биоценозов складываются из более мелких. В стабильных экосистемах с отрегулированным круговоротом веществ также постоянно осуществляются локальные сукцессионные смены, поддерживающие сложную внутреннюю структуру сообществ.

Процесс сукцессии.

«По Ф. Клементсу (1916), процесс сукцессии состоит из следующих этапов:

1. Возникновение незанятого жизнью участка;

2. Миграция на него различных организмов или их зачатков;

3. Приживание их на данном участке;

4. Конкуренции их между собой  и вытеснение отдельных видов;

5. Преобразование живыми организмами  местообитания, постепенной стабилизации  условий и отношений. Сукцессии  со сменой растительности могут  быть первичными и вторичными»⁵. 

Первичная сукцессия процесс развития и смены экосистем на незаселенных ранее участках, начинающихся с их колонизации. Классический пример — постоянное обрастание голых скал с развитием в конечном итоге на них леса. Такие сукцессии в геоботанике называют экогенетическими, так как они ведут к преобразованию самого местообитания.

Вторичная сукцессия — это восстановление экосистемы, когда-то уже существовавшей на данной территории. Она начинается в том случае, если уже в сложившемся биоценозе нарушены установившиеся взаимосвязи организмов в результате извержения вулкана, пожара, вырубки, вспашки и т. д. Смены, ведущие к восстановлению прежнего биоценоза, получили название в геоботанике демутационных. Пример, вторичная сукцессия сибирского темно-хвойного леса (пихтово-кедровой тайги) после опустошительного лесного пожара. На более выжженных местах из спор, занесенных ветром, появляются мхи-пионеры: через 3—5лет после пожара наиболее обильны «пожарный мох». Из высших растений весьма быстро заселяют гари Иван-чай который уже через 2—3 месяца обильно цветет на пожарище, а также вейник наземный и другие виды. Наблюдается дальнейшее происхождение фаз сукцессии: вейниковый луг сменяется кустарниками, затем березовым или осиновым лесом, смешанным сосново-лиственным лесом, сосновым лесом, сосново-кедровым лесом, и, наконец, через 250 лет происходит восстановление кедрово-пихтового леса.

Вторичные сукцессии совершаются, как правило, быстрее и легче, чем первичные, так как в нарушенном местообитании сохраняется почвенный  профиль, семена, зачатки и часть  прежнего населения и прежних  связей.

Климаксовоя экосистема. Сукцессия  завершается стадией, когда все  виды экосистемы, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность и дальнейшей смены ее состава не происходит. Такое равновесное состояние называют климаксом, а экосистему — климаксовой. В разных абиотических условиях формируются неодинаковые климаксовые экосистемы. В жарком и влажном климате это будет дождевой тропический лес, в сухом и жарком — пустыня. Основные биомы земли — это климаксовые экосистемы соответствующих географических областей.

Вопрос № 50. Классификация  твёрдых бытовых отходов

Одним из самых распространенных видов отходов являются твердые  бытовые или сокращенно ТБО. «Согласно статистике общий объем ТБО ежегодно увеличивается примерно на 3 процента. А в данный момент времени масса твердых бытовых отходов, вырабатываемых странами СНГ, составляет около 100 миллионов тонн в год, из которых на Россию приходится свыше 25 процентов из этого объема»⁶. Как и весь другой мусор ТБО классифицируются по ряду характеристик и качеств. Эта классификация была составлена наукой гарбология, которая помимо всего прочего разрабатывает наиболее эффективные методы избавления территорий от увеличивающихся объемов ТБО.

Во всем мире проблема управления твердыми бытовыми отходами (ТБО) является одной из приоритетнейших, занимая  в системе городского хозяйства  второе место по затратам и инвестициям  после сектора водоснабжения  и канализации. 
   К ТБО (в западных странах обычно используется термин муниципальные или бытовые отходы) относятся отходы, образующиеся в жилом секторе, в предприятиях торговли, административных зданиях, учреждениях, конторах, дошкольных и учебных заведениях, культурно-спортивных учреждениях, железнодорожных и автовокзалах, аэропортах, речных портах. Кроме того, к муниципальным отходам относятся крупногабаритные отходы, дорожный и дворовый мусор.

Из множества представленных в различной литературе способов классификации ТБО, можно выделить несколько самых распространённых заметок. По качественному составу ТБО подразделяются на:  
бумагу (картон); пищевые отходы; дерево; металл черный; металл цветной; текстиль; кости; стекло; кожу и резину; камни; полимерные материалы; прочие компонеты; отсев (мелкие фрагменты, проходящие через 1,5-сантиметровую сетку).

К опасным ТБО относятся: попавшие в отходы батарейки и аккумуляторы, электроприборы, лаки, краски и косметика, удобрения и ядохимикаты, бытовая химия, медицинские отходы, ртутьсодержащие термометры, барометры, тонометры, лампы. Одни отходы (например, медицинские, ядохимикаты, остатки красок, лаков, клеев, косметики, антикоррозийных средств, бытовой химии) представляют опасность для окружающей среды, если попадут через канализационные стоки в водоемы или как только будут вымыты со свалки и попадут в грунтовые или поверхностные воды. Батарейки и ртутьсодержащие приборы будут безопасны до тех пор, пока не повредится корпус: стеклянные корпуса приборов легко бьются еще по пути на свалку, а коррозия через какое-то время разъест корпус батарейки. Затем ртуть, щелочь, свинец, цинк станут элементами вторичного загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод.

Бытовые отходы характеризуются  многокомпонентностью и неоднородностью  состава, малой плотностью и нестабильностью (способностью к загниванию).

«По характеру и степени воздействия на природную среду они делятся на:

• производственный мусор, состоящий из инертных материалов, утилизация которых в настоящее время экономически неоправданна;
• утилизируемые материалы (вторичное сырье);
• отходы 3 класса опасности;
• отходы 2 класса опасности;
• отходы 1 класса опасности»⁷.

Из общего количества отходов, ежегодно образующихся на предприятиях, города большую часть составляют инертные твердые отходы, и малую  часть - промышленные токсичные ТБО. Наиболее распространенные и общепринятые способы обращения с ТБО – термическое уничтожение (сжигание) и захоронение на специальных полигонах. Также, в мировой практике применяются биотехнологии для переработки ТБО в компост (получение удобрений). Эти же технологии позволяют преобразовывать ТБО в так называемый биогаз. Эффективный рециклинг ТБО – их сортировка для отделения полезных фракций с последующей переработкой.  
 
«Мировая практика использования различных видов утилизации ТБО представлена в таблице»⁸

Таблица наглядно иллюстрирует, что сжигание как метод утилизации ТБО широко используется только в некоторых европейских странах и в Япония. Основным способом по-прежнему остается захоронение отходов на полигонах.

Сжигание позволяет уменьшить  объем отходов в 10 раз и более, а также  использовать тепло от сжигания для получения энергии. При этом снижается  заражение отходами воды и почвы,  однако в воздух, несмотря на многоступенчатые фильтры очистки, все-таки попадают загрязнители.

Использование классических технологий предполагает образование  большого объема золошлаковых отходов (до 27%), которые подлежат захоронению  на полигонах как опасные отходы, при этом происходит загрязнение  атмосферы.

ТБО непосредственно перед их переработкой должны подвергаться разделению (сепарации) по группам, если таковое разделение экологически целесообразно. Для небольших жилых объектов (отдельных лечебных, оздоровительных и других подобных учреждений) поселков и мелких городов сепарация ТБО по группам, по-видимому, экономически нецелесообразна и поэтому такие ТБО должны подвергаться высокотемпературной переработке.

Вывоз мусора, твердые бытовые отходы после сепарации (если таковая целесообразна) следует подразделять на следующие группы:

А. Отходы из природных материалов (ОПМ)

• Пищевые (гниющие) отходы;
• Отходы медицинских, лечебных, научно-исследовательских организаций, в том числе хирургии и стоматологии, а также возможно отходы лечебных ветеринарных учреждений;
• Полимерные отходы из природных материалов, в том числе отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные, оберточные материалы.

Б. Производственные отходы:

• Металлические отходы;
• Отходы отработанных химических источников тока (ОХИТ);
• Бой стекла и стеклопосуды;
• Отходы полимерных материалов синтетической химии, в том числе резина и резино-технические изделия и все оберточные материалы и полимерная тара из продуктов синтетической химии;
• Радиоактивные отходы.

Список используемой литературы

1. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. — М.: Юнити-Дана, 2001. - 703 с.;
2. Стадницкий Г.В. Экология: Учебник для вузов.- 9-е изд., - СПб: Химиздат, 2007.- 288 с.;
3. Экология производства - научно практический портал. - Издательский дом «Отраслевые ведомости», 2004-2010 - http://www.ecoindustry.ru/
4. Основы общей экологии. Экологический портал - http://ecology-portal.ru/
5. Одум Ю. Экология: в 2-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1986.- 376 с.

¹ Одум Ю. Экология: в 2-х т. Т.1. Пер. с англ. – М.: Мир, 1986.- 254 с

² Статья: Динамика экосистем. Основы общей экологии. Экологический портал - http://ecology-portal.ru/

³ Статья: Динамика экосистем. Основы общей экологии. Экологический портал - http://ecology-portal.ru/

⁴ Там же.

⁵ Статья: Динамика экосистем. Основы общей экологии. Экологический портал - http://ecology-portal.ru/

⁶ Обращение с отходами. Экология производства - научно практический портал. - Издательский дом «Отраслевые ведомости», 2004-2010 - http://www.ecoindustry.ru/

⁷ Обращение с отходами. Экология производства - научно практический портал. - Издательский дом «Отраслевые ведомости», 2004-2010 - http://www.ecoindustry.ru/

⁸Обращение с отходами. Экология производства - научно практический портал. - Издательский дом «Отраслевые ведомости», 2004-2010 - http://www.ecoindustry.ru/

Санкт-Петербург

2010