Контрольная работа по "Экологии"

Иркутский Государственный Технический Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по Экологии

 

 

(вариант № 6)

 

Выполнил: Садыков Сергей

Александрович

 

группа:  ЭПз-10-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск

2013

Оглавление

1. Контрольные вопросы

7. Дайте понятие экологического фактора. Классификация экологических факторов.

17. В чем суть проблемы загрязнения гидросферы?

27. Охарактеризуйте основные способы защиты растительного мира.

37. Показатели качества природных и сточных вод.

2. Задачи контрольной работы.

   2.1 Задача №1

   2.2 Задача №2

   2.3 Задача №3

   2.4 Задача №4

3. Список используемой литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Контрольные  вопросы.

7. Дайте понятие  экологического фактора. Классификация  экологических факторов.

Экологический фактор - это свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например инертные газы, экологическими факторами не являются.

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер.

Один и тот же фактор среды имеет разное значение в  жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность  освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных организмов (большинство растений и фотосинтезирующие бактерии), а в жизни гетеротрофных организмов (грибы, животные, значительная часть микроорганизмов) свет не оказывает заметного влияния на жизнедеятельность.

Экологические факторы могут  выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических  функций; как ограничители, обусловливающие  невозможность существования тех  или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические  и физиологические изменения  организмов.

Организмы испытывают воздействие  не статичных неизменных факторов, а их режимов — последовательности изменений за определённое время.

Классификация экологических  факторов.

По характеру воздействия

• Прямо действующие — непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ.
• Косвенно действующие — влияющие опосредованно, через изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.)

По происхождению

• Абиотические — факторы неживой природы:
• Климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха
• эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы
• орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона
• химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность
• физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения
• Биотические — связанные с деятельностью живых организмов:
• фитогенные — влияние растений
• микогенные — влияние грибов
• зоогенные — влияние животных
• микробиогенные — влияние микроорганизмов
• Антропогенные (антропические):
• физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации
• химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта
• биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания
• социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе

По расходованию

• Ресурсы — элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO₂, O₂, свет)
• Условия — не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)

По направленности

• Векторизованные — направленно изменяющиеся факторы: заболачивание, засоление почвы
• Многолетние-циклические — с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора, например изменение климата в связи с 11-ти летним солнечным циклом
• Осцилляторные (импульсные, флуктуационные) — колебания в обе стороны от некоего среднего значения (суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года)

 

17.В чем суть загрязнения  биосферы?

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды.

Вода на Земле присутствует во всех трех агрегатных состояниях, однако наибольший объем ее приходится на жидкую фазу, которая весьма значима для формирования других особенностей планеты. Весь природный  водный комплекс функционирует как  единое целое, находясь в состоянии  непрерывного движения, развития и  обновления. Без воды не могло бы быть человека, животного и растительного  мира, так как большинство растений и животных состоит в основном из воды. Кроме того, для жизни  необходимы температуры в диапазоне  от 0 до 100°С, что соответствует температурным пределам жидкой фазы воды. Для многих живых существ вода служит средой обитания. Таким образом, главнейшей особенностью гидросферы является изобилие жизни в ней.

Велика роль гидросферы в поддержании  относительно неизменного климата  на планете, поскольку она, с одной  стороны, выступает как аккумулятор  тепла, обеспечивая постоянство  средней планетарной температуры  атмосферы, а с другой - за счет фитопланктона  продуцирует почти половину всего  кислорода атмосферы.

Водная среда используется для  лова рыбы и других морепродуктов, сбора  растений, добычи подводных залежей  руды (марганца, никеля, кобальта) и  нефти, перевозки грузов и пассажиров. В производственной и хозяйственной  деятельности человек применяет  воду для очистки, мытья, охлаждения оборудования и материалов, полива растений, гидротранспортировки, обеспечения специфических процессов, например выработки электроэнергии и т.п.

Основными источниками загрязнения  и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных  животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработки  и сплава лесоматериалов; сбросы водного  и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды  и т.д. Загрязняющие вещества, попадая  в природные водоемы, приводят к  качественным изменениям воды, - это  проявляется, в частности, в появлении  неприятных запахов, привкусов и  т.д.; в изменении химического  состава воды, в частности, появление  в ней вредных веществ, в наличии  плавающих веществ на поверхности  воды и откладывании их на дне водоемов.

Водные ресурсы  и их использование

Водная оболочка земли в целом  именуется гидросферой и представляет собой совокупность океанов, морей, озер, рек, ледяных образований, подземных  и атмосферных вод. Общая площадь  океанов Земли в 2,5 раза превышает  территорию суши.

Общие запасы воды на Земле составляют 138,6 млн. км³. Около 97,5% воды - соленая или в значительной мере минерализованная, то есть требующая очистки для целого ряда применений.. На Мировой океан приходится 96,5% объема водной массы планеты.

 

МИРОВЫЕ ЗАПАСЫ ВОДЫ
Наименование объектов	Площадь распространения  в млн. куб. км	Объем, тыс. куб. км	Доля в мировом запасе %
Мировой океан	361,3	1338000	96,5
Подземные воды	134,8	23400	1,7
В том числе подземные пресные  воды		10530	0,76
Почвенная влага	82	16,5	0,001
Ледники и постоянные снега	16,2	24064	1,74
Подземные льды	21	300	0,022
Вода пресных озер	1,24	91	0,007
Вода соленых озер	0,82	85,4	0,006
Вода болот	2,68	11,5	0,0008
Вода рек	148,2	2,1	0,0002
Вода в атмосфере	510	12,9	0,001
Вода в организмах		1,1	0,0001
Общие запасы воды		1385984,6	100,0

 

В зависимости от того, каким образом  используют водные ресурсы, все отрасли  народного хозяйства подразделяют на две категории:

1) водопользователи - это отрасли, которые используют водоемы для различных целей, но безвозвратный водозабор не ведут. К ним относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, местные органы, использующие воду для целей и нужд населения, т.е. службы хозяйственно-питьевого потребления.

2) водопотребители - это отрасли, которые берут воду из водоемов, причем часть ее используется безвозвратно. Крупнейшими водопотребителями являются теплоэнергетика (особенно АЭС), сельское хозяйство, а из промышленности - химическая и металлургическая.

Классификация природных  вод по целевому назначению

Существует следующая классификация  пресных вод по целевому назначению (прил. 1):

- Вода питьевая - вода, в которой  бактериологические, органолептические  показатели и показатели токсических  химических веществ находятся  в пределах норм питьевого  водоснабжения.

- Вода минеральная - вода, компонентный  состав которой отвечает лечебным  требованиям.

- Вода промышленная - вода, компонентного  состава и ресурсов которой  достаточно для извлечения этих  компонентов в промышленных масштабах.

- Вода теплоэнергетическая - термальная  вода, теплоэнергетические ресурсы  которой могут быть использованы  в любой отрасли народного  хозяйства.

- Вода техническая - любая вода, кроме питьевой, минеральной и промышленной, пригодная для использования в народном хозяйстве. При этом различают:

1. Хозяйственно-бытовые воды - воды, используемые для бытовых и  санитарно-гигиенических целей населением, а также прачечными, банями, столовыми,  больницами и т.д.;

2. Поливную воду, используемую для  орошения земель и полива сельскохозяйственных  растений.

3. Энергетическую воду, используемую  для получения пара и нагревания  помещений, оборудования и сред, а также для охлаждения жидких  и газообразных продуктов в  теплообменных аппаратах, а твердых  тел - непосредственно; может быть  оборотной и подпиточной (добавочной).

4. Технологическую воду подразделяют  на средообразующую, промывочную и реакционную. Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывочную - для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий, а также реакционную - в составе реагентов, при отгонке и аналогичных процессах. Таким образом, технологическая вода непосредственно контактирует с продуктами и изделиями.

Последствия нерационального  использования водных ресурсов

1. Перерасход поверхностных вод.

При долгосрочном планировании следует  учитывать неизбежные засушливые годы, когда речной сток падает до аномально  низкого уровня. Считается, что нельзя использовать больше 30% среднегодового речного стока без риска испытать недостаток воды. На ряде рек потребности в воде превышают 90% среднегодового стока.

Экологические последствия перерасхода  поверхностных вод затрагивают  не только саму реку, а весь биоценоз связанный с рекой (пересыхание болот, гибель растительности и животных и т.д.).

2. Перерасход грунтовых вод.

Подземные водохранилища, как любые  другие, истощаются, если потребление  из них воды идет быстрее пополнения. Проблема стоит особенно остро в  регионах с низким количеством осадков, где скорость пополнения очень невелика, а потребность в воде высока из-за недостатка поверхностных водоемов.

Падение уровня грунтовых вод влияет на поверхностные водоемы, т.к. это  падение приводит к сокращению родников и связанных с ними поверхностных  водоемов, что усугубляет их экологические  проблемы.

3. Просадка грунта.

Грунтовые воды вымывают в недрах земли полости, которые заполняются  водой. Вода сама отчасти поддерживает вышележащие породы и почвы. Когда  уровень грунтовых вод падает, эта опора исчезает, и может  происходить постепенное опускание  поверхности суши называемое просадкой грунта. Скорость ее может составлять 15-30 см в год.

Особый вид просадки грунта - образование  карстовых воронок - может быть внезапным  и вести к катастрофическим последствиям.

4. Подток соленой воды.

Из-за истощения запасов грунтовых  вод возникает еще одна проблема - подток соленой воды. Понижение  уровня грунтовых вод или большая  скорость их потребления могут снизить  давление в водоносном горизонте, что  позволит проникать в него, а, следовательно, и в колодцы и артезианские скважины соленой воде.

5. Загрязнение вод.

Основные источники  загрязнения гидросферы

Уровень загрязнения рек, озер, морей  и океанов с каждым годом возрастает. Особую и едва ли не самую серьезную  роль в загрязнении водных объектов играет сброс отработанных промышленных вод. Они загрязняют более 1/3 всего  речного стока. Например, в США  за 70 лет загрязненность рек выросла  в 10 раз, что привело к запрещению купания в реке Миссисипи и  ее притоках. Не лучшим образом обстоит  дело и с водоемами, расположенными в Европейской части России. Так, концентрация аммонийного и нитритного азота увеличилась в 1,5 раза, количество взвешенных и органических веществ  достигает от 2 до 12 ПДК, содержание фенолов -- от 10 до 41 ПДК, тяжелых металлов -- от 8 до 24 ПДК.

Наибольший вклад в загрязнение  водных объектов сточными водами вносят такие отрасли промышленности, как  черная и цветная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная и пищевая.

В зависимости от технологических  особенностей производств сточные  воды можно разделить на:

1. реакционные воды, загрязненные как исходными веществами, так и продуктами реакции;

2. воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах;

3. воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования;

4. водные экстрагенты и абсорбенты;

5. бытовые воды из туалетов, после мытья помещений, душевых;

6. воды, стекающие с территории промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами.

Промышленные сточные воды могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду, что приводит к изменению естественного рН в водоемах, в которые сбрасываются эти воды.

В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов; в бытовых отходах содержание органических веществ составляет 32-40%. Эти вещества, попадая в почву, создают в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

Нефть и нефтепродукты, попадая  в водоемы, создают разные формы  загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде. Нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается кол-во кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Еще одним источником загрязнения  природных вод являются атмосферные  воды, несущие в себе вымываемые из воздуха загрязняющие вещества промышленного  происхождения. При стекании по поверхности  земли атмосферные и талые  воды увлекают за собой органические и минеральные вещества из почвы. В первую очередь это касается территорий санитарно неблагоустроенных  населенных пунктов, сельскохозяйственных объектов и угодий, особенно в период весеннего паводка, что приводит к сезонному ухудшению качества питьевой воды.

Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, которые содержат большое количество поверхностно-активных моющих средств, также являются источниками загрязнения  природных вод. Наличие в стоках поверхностно-активных моющих средств  губительно сказывается на флоре  и фауне. Например, 10-25 мг моющих химических средств на 1 л воды ядовиты для  водной флоры. При концентрации моющих средств 1 мг/л гибнет планктон, при 3 мг/л -- дафнии, 15 мг/л -- рыбы. Кроме того, в городских сточных водах может содержаться в среднем (мг/л): 1б,9 -- калия, 0,5 -- меди; 0,5 -- свинца; 0,8 -- железа; 23,2 -- натрия; 0,2 -- цинка; 6,6 -- фосфора, 4,53 -- жиров. Разложение большого количества органических веществ в стоках приводит к дефициту кислорода и накоплению сероводорода, в результате чего со временем такие водоемы «умирают».

Большое значение для организации  водопотребления и водопользования  имеет состояние подземных вод, которое может нарушаться проведением  мелиоративных и гидротехнических работ, строительством городов и  поселков, сооружением и эксплуатацией  шахт и рудников. В результате уровень  грунтовых вод может меняться на обширных территориях. Так, в районе Курской магнитной аномалии осуществление  работ в местах добычи полезных ископаемых вызвало появление депрессионных  воронок, а затем заметное изменение  водного режима и характера растительности на расстоянии 50-60 км от карьеров. Интенсивная  откачка из глубин нефти, газа или  воды может повлечь за собой оседание почвы на больших территориях, изменение  путей подземных потоков и  их скоростей, что может привести к разрушению первичных структур. Кроме того, откачка подземных  вод из шахт, рудников и карьеров и сброс их на поверхность ведут  к загрязнению рек и водоемов.

Многие страны, имеющие выход  к морю, производят морское захоронение  вредных веществ. Объем таких  захоронений составляет около 10% всей массы загрязняющих веществ, поступающих  в Мировой океан. Основанием для  использования морей и океанов  в качестве полигонов для захоронения  различных отходов послужила  способность морской воды к переработке  большого количества органических и  неорганических веществ. Однако эта  способность не беспредельна. Поэтому  такой подход можно рассматривать  как вынужденную меру, подтверждающую несовершенство технологий по переработке  и уничтожению отходов производства и потребления. В результате аварий судов, промывки резервуаров танкеров, утечек нефти при добыче ее в шельфовой  зоне ежегодно в воды Мирового океана попадает до 15-106 т нефти. Каждая 1 т  нефти покрывает тонкой пленкой  примерно 12 км2 поверхности и загрязняет до 1 млн т морской воды.

Особо следует остановиться на захоронении  в морях и океанах радиоактивных  отходов. Захоронение радиоактивных  отходов (РАО) в море рассматривается  как изоляция этих опасных веществ  от среды обитания человека на период, достаточный для физического  распада радионуклидов. Захоронение  жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и твердых радиоактивных отходов (ТРО) осуществлялось многими странами, имеющими атомный флот и атомную  промышленность. Первые захоронения  РАО в морях были произведены  в 1946 г США в северо-восточной  части Тихого океана на расстоянии 80 км от побережья Калифорнии. С 1947 г  сбросы стали производиться Великобританией  и др. До 1983 г практиковался сброс  ТРО в открытое море. Однако, установлено, что морская вода способна разъедать контейнеры, их опасное содержимое распространяется в воде. Последствия радиоактивного загрязнения от неправильного захоронения отходов сказались в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи.

Загрязнение водоемов характеризуется  следующими признаками: появление плавающих  веществ на поверхности воды и  отложение на дне осадка; изменение  физических свойств воды, как-то: прозрачности и цветности, появление запахов  и привкусов; изменение химического  состава воды (реакции, количества органических и минеральных примесей, появление  ядовитых веществ и др.), уменьшение растворенного в воде кислорода; изменение видов и количества бактерий и появление болезнетворных бактерий за счет поступления их со сточными водами.

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических веществ и отмирания внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 ч остается не более 50% бактерий, через 96 ч - 0,5%. Процесс бактериального самоочищения сильно замедляется зимой, так что через 150 ч сохраняются еще до 20% бактерий.

Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, необходимо их многократное разбавление  чистой водой.

Если же загрязнения настолько  велики, что самоочищение воды не происходит, существуют специальные методы и  средства для ликвидации загрязнений, поступающих со сточными водами.

В промышленности - это главным  образом строительство цеховых  и общезаводских сооружений по очистке  сточных вод, совершенствование  технологического процесса производства и строительство утилизационных установок для извлечения ценных веществ из сточных вод.

На речном транспорте наибольшее значение имеет борьба с потерями нефтепродуктов при погрузке, выгрузке и транспортировке  на судах речного флота, оборудование судов емкостями для сбора  загрязненных вод.

При лесном сплаве основными методами борьбы с засорением рек является строгое соблюдение технологии сплава леса, очистка русел рек от затонувшей древесины, прекращение молевого сплава леса на реках, имеющих рыбохозяйственное значение.

Темпы развития индустрии сегодня  настолько высоки, что одноразовое  использование для производственных нужд запасов пресной воды - недопустимая роскошь.

Поэтому ученые заняты разработкой  новых бессточных технологий, что  практически полностью решит  проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение безотходных  технологий потребует определенного  времени, до реального перехода всех производственных процессов на безотходную  технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в  народнохозяйственную практику принципов  и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения  промышленных предприятий. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные сооружения.

При строительстве новых предприятий  на отстойники, аэраторы, фильтры уходит иногда четверть и более капиталовложений. Сооружать их, конечно, необходимо, но радикальный выход в коренном изменении системы водопользования. Надо перестать рассматривать реки и водоемы как мусоросборники и перевести промышленность на замкнутую  технологию.

При замкнутой технологии предприятие  использованную и очищенную затем  воду возвращает в оборот, а из внешних  источников только пополняет потери.

Во многих отраслях промышленности до недавних пор сточные воды не дифференцировались, объединялись в  общий поток, локальные сооружения очистки с утилизацией отходов  не строились. В настоящее время  в ряде отраслей промышленности уже  разработаны и частично реализованы  замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что значительно снизит удельные нормы водопотребления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рациональное использование водных ресурсов в настоящее время представляет собой крайне насущную проблему. Это прежде всего охрана водных пространств от загрязнения, а так как промышленные стоки занимают первое место по объёму и ущербу, который они наносят, то именно в первую очередь необходимо решать проблему сброса их в реки. В частности, следует ограничить сбросов в водоёмы, а также усовершенствование технологий производства, очистки и утилизации. Также важным аспектом является взимание платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ и перечисление взимаемых средств на разработку новых безотходных технологий и сооружений по очистке.

Необходимо снижать размер платы  за загрязнения окружающей среды  предприятиям с минимальными выбросами  и сбросами, что в дальнейшем будет  служить приоритетом для поддержания  минимума сброса или его уменьшения. По всей видимости, пути решения проблемы загрязнения водных ресурсов в России лежат прежде всего в области разработки развитой законодательной базы, которая позволила бы реально защитить окружающую среду от вредного антропогенного воздействия, а также изыскании путей реализации этих законов на практике (что, в условиях российских реалий, наверняка столкнется с существенными трудностями).

 

27. Охарактеризуйте основные способы защиты растительного мира

Защита растительного  мира

Для сохранения численности  и популяционно-видового состава  растений осуществляется комплекс природоохраняемых мер, в число которых входят:

- охрана леса, борьба с  лесными пожарами, потерями древесины;

- защита растений от  вредных болезней;

- полезащитное лесоразведение;

- повышение эффективности  использования лесных ресурсов;