Контрольная работа по "Экологии"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт геологии и  геоинформатики

 

 

 

 

Кафедра ПромЭко

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Экология»

 

вариант № ______

 

 

 

Выполнил: студент группы______________________

Ф. И.О.______________________

 

Проверил: доцент каф. «ПромЭко»

Петрова Е. Ю.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень-2011г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Что такое среда обитания? Описать различные среды жизни организмов на Земле. Перечислить основные факторы для каждой среды. Криофиты – растения, приспособленные к существованию в холодных средах. 3

2. Виды загрязнений окружающей среды. Источники, объекты и масштабы загрязнения. Загрязнение околоземного космического пространства. 8

3. Раскрыть сущность малоотходной технологии. Внедрение оборотных систем водопользования. Представить схему оборотного промышленного водоснабжения. 12

Список используемой литературы 19

1. Что такое  среда обитания? Описать различные  среды жизни организмов на Земле. Перечислить основные факторы для  каждой среды. Криофиты – растения, приспособленные к существованию  в холодных средах.

Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое существо живет в сложном, меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями.

В зависимости  от того, где живут представители  разных видов, на них действуют разные комплексы экологических факторов. На нашей планете можно выделить несколько основных сред жизни, сильно различающихся по условиям существования: водную, наземно-воздушную, почвенную. Средой обитания служат также сами организмы, в которых живут другие.

Водная  среда жизни. Все водные обитатели, несмотря на различия в образе жизни, должны быть приспособлены к главным  особенностям своей среды. Эти особенности  определяются, прежде всего, физическими  свойствами воды: ее плотностью, теплопроводностью, способностью растворять соли и газы. Плотность воды определяет ее значительную выталкивающую силу. Это значит, что в воде облегчается вес организмов и появляется возможность вести постоянную жизнь в водной толще, не опускаясь на дно. Множество видов, преимущественно мелких, неспособных к быстрому активному плаванию, как бы парят в воде, находясь в ней во взвешенном состоянии. Совокупность таких мелких водных обитателей получила название планктон. В состав планктона входят микроскопические водоросли, мелкие рачки, икра и личинки рыб, медузы и многие другие виды. Планктонные организмы переносятся течениями не в силах противостоять им. Наличие в воде планктона делает возможным фильтрационный тип питания, т. е. отцеживание, при помощи разных приспособлений, взвешенных в воде мелких организмов и пищевых частиц. Оно развито и у плавающих, и у сидячих донных животных, таких, как морские лилии, мидии, устрицы и другие. Сидячий образ жизни был бы невозможен у водных обитателей, если бы не было планктона, а он, в свою очередь, возможен только в среде с достаточной плотностью. Плотность воды затрудняет активное передвижение в ней, поэтому быстро плавающие животные, такие, как рыбы, дельфины, кальмары, должны иметь сильную мускулатуру и обтекаемую форму тела. В связи с высокой плотностью воды давление с глубиной сильно растет. Глубоководные обитатели способны переносить давление, которое в тысячи раз выше, чем на поверхности суши. Свет проникает в воду лишь на небольшую глубину, поэтому растительные организмы могут существовать только в верхних горизонтах водной толщи. Даже в самых чистых морях фотосинтез возможен лишь до глубин в 100-200 м. На больших глубинах растений нет, а глубоководные животные обитают в полном мраке. Температурный режим в водоемах более мягок, чем на суше. Из-за высокой теплоемкости воды колебания температуры в ней сглажены, и водные обитатели не сталкиваются с необходимостью приспосабливаться к сильным морозам или сорокаградусной жаре. Только в горячих источниках температура воды может приближаться к точке кипения. Одна из сложностей жизни водных обитателей - ограниченное количество кислорода. Его растворимость не очень велика и к тому же сильно уменьшается при загрязнении или нагревании воды. Поэтому в водоемах иногда бывают заморы - массовая гибель обитателей из-за нехватки кислорода, которая наступает по разным причинам. Солевой состав среды также очень важен для водных организмов. Морские виды не могут жить в пресных водах, а пресноводные - в морях из-за нарушения работы клеток.

Наземно-воздушная  среда жизни. Эта среда отличается другим набором особенностей. Она  в целом более сложна и разнообразна, чем водная. В ней много кислорода, много света, более резкие изменения  температуры во времени и в  пространстве, значительно слабее перепады давления и часто возникает дефицит  влаги. Хотя многие виды могут летать, а мелкие насекомые, пауки, микроорганизмы, семена и споры растений переносятся  воздушными течениями, питание и размножение организмов происходит на поверхности земли или растений. В такой малоплотной среде, как воздух, организмам необходима опора. Поэтому у наземных растений развиты механические ткани, а у наземных животных сильнее, чем у водных, выражен внутренний или наружный скелет. Низкая плотность воздуха облегчает передвижение в нем. Воздух - плохой проводник тепла. Этим облегчается возможность сохранения тепла, вырабатываемого внутри организмов, и поддержание постоянной температуры у теплокровных животных. Само развитие теплокровности стало возможным в наземной среде. Предки современных водных млекопитающих - китов, дельфинов, моржей, тюленей - когда-то жили на суше. У наземных обитателей очень разнообразны приспособления, связанные с обеспечением себя водой, особенно в засушливых условиях. У растений это мощная корневая система, водонепроницаемый слой на поверхности листьев и стеблей, способность к регуляции испарения воды через устьица. У животных это также различные особенности строения тела и покровов, но, кроме того, поддержанию водного баланса способствует и соответствующее поведение. Они могут, например, совершать миграции к водопоям или активно избегать особо иссушающих условий. Некоторые животные могут жить всю жизнь вообще на сухом корме, как, например, тушканчики или всем известная платяная моль. В этом случае вода, необходимая организму, возникает за счет окисления составных частей пищи. В жизни наземных организмов большую роль играют и многие другие экологические факторы, например состав воздуха, ветры, рельеф земной поверхности. Особо важны погода и климат. Обитатели наземно-воздушной среды должны быть приспособлены к климату той части Земли, где они живут, и переносить изменчивость погодных условий.

Почва как  среда жизни. Почва представляет собой тонкий слой поверхности суши, переработанный деятельностью живых  существ. Твердые частицы пронизаны  в почве порами и полостями, заполненными частично водой, а частично воздухом, поэтому почву способны населять и мелкие водные организмы. Объем  мелких полостей в почве - очень важная ее характеристика. В рыхлых почвах он может составлять до 70%, а в плотной - около 20%. В этих порах и полостях или на поверхности твердых частиц обитает огромное множество микроскопических существ: бактерий, грибов, простейших, круглых червей, членистоногих. Более крупные животные прокладывают в почве ходы сами. Вся почва пронизана корнями растений. Глубина почвы определяется глубиной проникновения корней и деятельностью роющих животных. Она составляет не более 1,5-2 м. Воздух в почвенных полостях всегда насыщен водяными парами, а состав его обогащен углекислым газом и обеднен кислородом. Этим условия жизни в почве напоминают водную среду. С другой стороны, соотношение воды и воздуха в почвах постоянно меняется в зависимости от погодных условий. Температурные колебания очень резки у поверхности, но быстро сглаживаются с глубиной. Главная особенность почвенной среды - постоянное поступление органического вещества в основном за счет отмирающих корней растений и опадающей листвы. Это ценный источник энергии для бактерий, грибов и многих животных, поэтому почва - самая насыщенная жизнью среда. Ее скрытый от глаз мир очень богат и разнообразен.

Живые организмы  как среда жизни. Паразитизм - широко распространенное в природе явление. Нет ни одного вида многоклеточных животных или растений, которые не имели бы своих паразитов. Они  обнаруживаются даже у бактерий. Паразиты могут населять полости тела хозяина, проникать в ткани или внутрь отдельных клеток. Сложный организм хозяина для них - целый мир. Кроме  паразитов, виды-хозяева могут иметь  полезных сожителей. Например, жвачные  животные не смогли бы переваривать пищу без разнообразных бактерий и  инфузорий, населяющих их желудок. Пищеварение  человека также осуществляется с  помощью полезной микрофлоры. Паразиты и другие обитатели органов и тканей хозяев живут в условиях практически неограниченного запаса пищи. Организм хозяина служит им также защитой от внешних воздействий. Им не грозит высыхание, а колебания температуры или смягчены, или (в телах теплокровных) почти отсутствуют. Основные экологические трудности в жизненном цикле паразитов - их перенос от одного хозяина к другому, поэтому на той стадии, когда они попадают во внешнюю среду, у них развиваются сложные защитные оболочки. Например, яйца аскарид защищены толстыми многослойными покровами. В период смены хозяев основная масса паразитов погибает. Высокая плодовитость, которая обеспечивается обилием пищи. Паразиты должны также преодолевать защитные реакции организма хозяина. Поэтому чаще всего они поражают ослабленных особей. Например, жуки-короеды, которые с экологической точки зрения являются паразитами деревьев, заселяют стволы хвойных лишь в том случае, если дерево не в состоянии защищаться от них выделением смолы.

Криофиты - растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. Криофиты в экологическом отношении очень близки к психрофитам и связаны с ними переходными формами. Это растения сухих и холодных местообитаний – сухих участков тундр, скал, осыпей. Обычно они рассматриваются и характеризуются вместе с психрофитами, поскольку у них много сходных морфологических и физиологических черт. Но среди криофитов есть и весьма своеобразные формы – это растения-подушки высокогорных холодных пустынь. По многим особенностям структуры и физиологии близки к ксерофитам растения, которые по тем или иным причинам испытывают недостаток влаги, сопряженный с действием низких температур. Иногда такие виды в качестве особого подразделения включают в группу ксерофитов, иногда выделяют в самостоятельные экологические типы – психрофиты и криофиты.

2. Виды загрязнений окружающей среды. Источники, объекты и масштабы загрязнения. Загрязнение околоземного космического пространства.

Под загрязнением окружающей среды понимают любое  внесение в ту или иную экологическую  систему не свойственных ей живых  или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих  или нарушающих процессы круговорота  и обмена веществ, потоки энергии  со снижением продуктивности или  разрушением данной экосистемы.

Различают природные загрязнения, вызванные  природными, нередко катастрофическими, причинами, например извержение вулкана, и антропогенные, возникающие в  результате деятельности человека.

Подавляющая часть антропогенных воздействий  носит целенаправленный характер, т.е. осуществляется человеком сознательно  во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия  стихийные, непроизвольные, имеющие  характер после действия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки.

Разнообразное вмешательство человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим видам загрязнений, понимая под ними любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:

• ингредиентное (ингредиент — составная часть сложного соединения или смеси) загрязнение как совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам;
• параметрическое загрязнение (параметр окружающей среды — одно из ее свойств, например уровень шума, освещенности, радиации и т. д.), связанное с изменением качественных параметров окружающей среды;
• биоценотическое загрязнение, заключающееся в воздействии на состав и структуру популяции живых организмов;
• стациально-деструкционное загрязнение (стация — место обитания популяции, деструкция — разрушение), представляющее собой изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования.

Среди антропогенных выделяют: а) биологическое - появление необычно большого количества микробов, связанное с массовым их распространением на антропогенных  субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека; б) химическое - изменение естественных химических свойств среды, или проникновение в сферу веществ, нормально отсутствующих в ней или находящихся в концентрациях превышающих предельно допустимые. в) физическое - изменение естественного физического состояния среды. Последнее подразделяется на: - тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, воды и отходящих газов; - световое - нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящие к аномалиям в жизни растений и животных; - шумовое - образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня; - электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводящие к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах; - радиоактивное, связанное с повышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ. Загрязняющие вещества подразделяются также по их агрегатному состоянию на 4 массы: твердые, жидкие, газообразные и смешанные.

 

Техногенное загрязнение околоземного космического пространства (ОКП) является одним из отрицательных последствий его  практического освоения. Поэтому  дальнейшее освоение ОКП невозможно без объективного анализа текущего состояния загрязнения, его источников и закономерностей эволюции. Особенно остро этот вопрос стоит по отношению  к области низких орбит с высотами до 2000 км, где техногенное загрязнение  является максимальным и где количество мелких опасных космических объектов (КО) на несколько порядков превышает  число крупных каталогизированных КО.

В процессе прикладного анализа техногенного загрязнения ОКП обычно рассматриваются  следующие вопросы:

• Оценка текущего уровня загрязнения объектами разных размеров;
• Моделирование эволюции техногенного загрязнения;
• Оценка вероятности столкновений космических аппаратов с КО разных размеров и возможных последствий опасных столкновений;
• Определение характеристик потока КО разных размеров через зоны обзора наземных и бортовых измерительных средств.

Основная  трудность решения перечисленных  задач вызвана недостатком экспериментальных  данных. Имеющаяся измерительная  информация получена в относительно небольших районах многомерной  области: высота точки - широта точки - размеры КО - время. Поэтому для  определения характеристик техногенного загрязнения в различных точках упомянутого пространства привлекается дополнительная (априорная) информация. Повышение точности оценок техногенного загрязнения на основе эффективного использования экспериментальных  данных и априорной информации - одна из главных проблем моделирования  космического мусора.

Другая  существенная проблема изучения космического мусора (КМ) вызвана трудоемкостью  решаемых задач (большие затраты  машинного времени). Это связано  с большим количеством частиц малого размера. Например, по современным  представлениям в ОКП в настоящее  время находится примерно 100 миллионов  частиц размером более 1 мм. Это обусловливает  необходимость применения мощных вычислительных средств и разработки эффективных  алгоритмов. Негативным последствием этой проблемы является также ограничение  числа организаций и специалистов, имеющих возможность качественно  решать различные прикладные задачи, связанные с КМ.

Разработка  методов решения перечисленные  проблем составляет основное содержание работы по созданию современным моделей  КМ. В докладе кратко изложены данные о трех моделях космического мусора: ORDEM2000 (NASA), MASTER'99 (ESA) и SDPA (модель автора). Обсуждаются особенности применяемых  методов моделирования, сравнительные  характеристики техногенного загрязнения  и некоторые актуальные вопросы  дальнейшего развития моделей.