Контрольная работа по "Экологии"

ЗАДАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

Закон толерантности как основа экологического нормирования. Экологическая пластичность вида. Экологический спектр вида……………………………………………………………….…………	3
2. Наземно-воздушная среда как среда жизни. Организм как среда жизни……………………………….…………………………………………	6
3. Вторичное сырье. Методы переработки вторичного сырья. Организация безотходных (малоотходных) производств………...………	7
4. Решите тестовые задания…………………………………………………	9
Библиографический список…………….…………………………………..	15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Закон толерантности как основа экологического нормирования. Экологическая пластичность вида. Экологический спектр вида.

 

Изучая  различное лимитирующее действие экологических  факторов (таких как свет, тепло, вода) американский зоолог Виктор Эрнест Шелфорд (1877 – 1968), пришел к выводу, что лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток факторов. В экологию такое положение вошло как закон толерантности В. Шелфорда, сформулированного им в 1913 году. Он гласит: "лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия". Под ограничивающим фактором понимают фактор, уровень которого в качественном и количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма. Пределами выносливости называют минимальное и максимальное значение фактора, при котором возможна жизнедеятельность. Границы, за пределами которых наступает гибель организмов, являются нижними и верхними границами выносливости. Многочисленные примеры действия ограничивающих факторов показывают, что это явление имеет общее экологическое значение. Одним из примеров действия ограничивающего фактора в природе является угнетение травянистых растений, лиственных древесных пород под пологом ели, где возможности развития ограничены недостатком света. Способность организмов выносить отклонения экологических факторов от оптимальных величин их интенсивности называется толерантностью (от латинского – терпение). Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности (выносливости) в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого. Если условия по одному из экологических факторов не оптимальны для вида, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам.

Например, при лимитирующем содержании азота  снижается засухоустойчивость злаков; при низком содержании азота для  предотвращения увядания растений требуется  больше воды, чем при высоком его  содержании. Многие факторы среды  часто становятся лимитирующими  в период размножения, который является обычно критическим для выживания  организмов. Пределы толерантности  для размножающихся особей обычно уже, чем для не размножающихся взрослых растений или животных. Они также  уже для яиц, эмбрионов, личинок, проростков. Чтобы выразить степень выносливости, в экологии существует ряд терминов, в которых используют приставки стено- (узкий) и эври- (широкий). Так, есть стенотермный - эвритермный (в отношении температуры), стенофагный - эврифагный (в отношении пищи), стенобатный – эврибатный (в отношении давления) организмы. Виды, которые выдерживают значительные отклонения от оптимальных значений разных факторов, обладают широким диапазоном выносливости и живут в различных, порой резко отличающихся друг от друга условиях среды, называются эврибионтными. Такие виды являются широко распространенными. Например, лисица относится к эврибионтным организмам, так как она обитает от лесотундры до степи, питаясь и животной, и растительной пищей. Но есть организмы стенобионтные, узко приспособленные, не переносящие резких колебаний температуры, влажности и т.д. Бегемот и буйвол - животные только районов высокой влажности и температуры. Таковы почти все растения влажных тропических лесов. Икра гольца развивается при температуре 0-12оС с оптимумом около оС, а икра лягушки развивается при температуре 0 - 30оС с оптимумом около 22оС. Значит, в первом случае можно говорить о стенотермности, а во втором случае – об эвритермности. Как видно, для каждого организма и в целом для вида есть свой оптимум условий. Он неодинаков не только для разных видов, находящихся в различных условиях, но и для отдельных стадий развития одного организма. Для каждого вида характерна и степень выносливости, например, растения и животные умеренного пояса могут существовать в довольно широком температурном диапазоне, виды же тропического климата не выдерживают значительных колебаний ее. Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность, тем шире диапазон его толерантности (выносливости). Экологически непластичные, то есть маловыносливые виды, являются стенобионтными, более выносливые – эврибионтными. Стенобионтность и эврибионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительно развивавшиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, в то время как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными, то есть видами с широким диапазоном толерантности.

Поскольку все факторы среды взаимосвязаны  и среди них нет абсолютно  безразличных для любого организма, каждая популяция и вид в целом  реагируют на эти факторы, но воспринимают их по-разному. Такая избирательность  обусловливает и избирательное  отношение организмов к заселению  той или иной территории. Различные  виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и  т.д. Поэтому на разных почвах в разных климатических поясах произрастают различные растения. В свою очередь  в растительных ассоциациях формируются  неодинаковые условия для животных. Исторически приспосабливаясь к  абиотическим факторам среды и вступая  в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные, грибы, микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы (биогеоценозы), в конечном итоге объединяющиеся в биосферу Земли. Факторы среды воздействуют на организмы одновременно и совместно, действие каждого из них зависит от количественного выражения других факторов. Значит, важным является взаимодействие факторов. В природной среде действие факторов на организм может суммироваться, взаимно усиливаться или компенсироваться. Примером простой суммации факторов являются одновременные чувства голода и жажды при недостатке пищи и воды. Высокая радиоактивность среды и одновременное содержание нитратного азота в питьевой воде, пище в несколько раз увеличивают угрозу здоровью человека, чем каждый из этих факторов в отдельности. Действуя совместно, взаимно усиливаясь, экологические факторы могут вызывать явление синергизма. Следствием этого является снижение жизнеспособности организма (более подробно данное положение рассматривается в разделе по экологии атмосферы). В качестве примеров компенсации действия одного фактора другим можно привести следующие: утки, оставшиеся зимовать в умеренных широтах, недостаток тепла возмещают обильным питанием; бедность почвы во влажном экваториальном лесу компенсируется быстрым и эффективным круговоротом веществ; в местах, где много стронция, моллюски могут заменять в своих раковинах кальций стронцием. Однако, несмотря на частичную заменяемость экологических факторов, ни один из них не может быть полностью заменен другим. Каждый из экологических факторов является незаменимым. Так, недостаток тепла нельзя заменить обилием света, а минеральные элементы, необходимые для питания растений, - водой. Таким образом, для жизни организма необходима совокупность экологических факторов, каждый из которых имеет определенную интенсивность. Факторы среды действуют на организмы совместно и одновременно. Присутствие и процветание организмов в том или ином местообитании зависят от целого комплекса условий. С этими объективно существующими в природе закономерностями специалисту любого профиля надо считаться. Человек, действуя на окружающую среду, создает в ней новые экологические факторы, действие которых может превысить возможности организмов поддерживать существование. Выявление лимитирующих (ограничивающих) факторов и устранение их ограничивающего действия или оптимизация среды для организмов составляет важную практическую задачу в рациональном использовании природных ресурсов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Наземно-воздушная среда как среда жизни. Организм как среда жизни.

 

Основными особенностями наземно-воздушной  среды является большая амплитуда  изменения экологических факторов, неоднородность среды, действие сил  земного тяготения, низкая плотность  воздуха. Комплекс физико-географических и климатических факторов, свойственных определенной природной зоне, приводит к эволюционному становлению  морфофизиологических адаптаций организмов к жизни в этих условиях, многообразию форм жизни.

Высокое содержание кислорода в атмосфере (около 21%) определяет возможность формирования высокого (энергетического) уровня обмена веществ.

Организм  как среда обитания характеризуется  определенным постоянством (гомеостазом). Организм, как правило, обеспечивает паразитов и симбионтов питательными веществами, находящимися в доступной  форме и не требующими дальнейшего  пищеварения и переработки. Поэтому  у большинства паразитов наблюдается  упрощение строения (редукция) органов  пищеварения. Стратегия их выживания  направлена на оставление как можно  большего числа потомков, формирование защитных механизмов и приспособлений к распространению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Вторичное сырье. Методы переработки вторичного сырья. Организация безотходных (малоотходных) производств.

 

 

Вторичные материальные ресурсы — материалы  и изделия, которые после первоначального  использования могут применяться  повторно в производстве как исходное сырье или изделие; являются источником дополнительных материально-технических  ресурсов.

  Благодаря их использованию снижается  себестоимость и удельные капитальные  вложения, ускоряются темпы экономического  роста. Основными источниками  вторичных материальных ресурсов  служат отходы производства и  потребления продукции.

  Отходы производства — это  остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве  продукции или выполнении работ  и утратившие полностью или  частично исходные потребительские  свойства.

  Отходы потребления — изделия  и материалы, утратившие свои  потребительские свойства в результате  физического или морального износа. На практике различают неиспользуемые  отходы, для которых в настоящее  время отсутствуют условия использования;  вторичное сырье, которое в  настоящее время может повторно  применяться в народном хозяйстве.  В планах министерств и ведомств  СССР, союзных и автономных республик,  краев, областей, городов и районов,  предприятий и строек содержится  раздел «Использование вторичных  ресурсов». Государственной программой использования важнейших видов вторичных ресурсов в народном хозяйстве СССР на 1986—1990 гг. и на период до 2000 г. предусматривается увеличение использования вторичного сырья за 15 лет более чем в 2 раза с доведением его доли в потреблении важнейших видов сырья и материалов до 18—20 %, замена первичного сырья и материалов отходами производства и потребления, рост производственных мощностей по переработке вторичного сырья и расширение направлений его использования в промышленности и строительстве. По плану двенадцатой пятилетки в 1990 г. использование вторичных материальных ресурсов позволит высвободить первичного сырья, материалов и топлива на сумму 40 млрд. руб. 2. Отходы как вторичные материальные ресурсы Отходы как объект управления и государственного регулирования, с одной стороны, загрязняют окружающую среду, а с другой – являются вторичными материальными ресурсами (ВМР). При этом главное свойство отходов как ВМР – постоянное «воспроизводство», что дает основания классифицировать их как одну из разновидностей возобновляемых материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов.

По  оценкам ФГУ НИЦПУРО, ресурсы  много тоннажных видов ВМР  в виде промышленных отходов были воспроизведены в расчете на 2005 г. в количестве 2,7–3,4 млрд т. Более 90% из них составляют отходы добычи и обогащения полезных ископаемых Использование ВМР в Российской Федерации осуществляется практически во всех отраслях промышленности. Однако масштабы и уровень использования характеризуются значительной неравномерностью и зависят от ресурсной ценности отходов, от экологической ситуации, возникающей в связи с обращением с ними как с загрязнителями окружающей среды, и, самое главное, от складывающихся экономических условий, определяющих рентабельность каждого конкретного вида производства, использующего отходы.

Традиционные  виды вторичного сырья, такие как  лом и отходы металлов, высококачественные отходы полимеров, текстиля, макулатуры, характеризуются высоким уровнем  переработки. Сложные многокомпонентные  отходы, а также загрязненные отходы, практически не перерабатываются (смешанные  и загрязненные нефтепродукты, изношенные шины, отходы упаковки из ламинированной бумаги, осадки и шламы очистных сооружений, гальваношламы и т.д.). Наиболее высокими показателями использования отходов в качестве вторичного сырья в промышленных масштабах характеризуется черная и цветная металлургия, целлюлозно-бумажная промышленность, промышленность строительных материалов.

Полностью или почти полностью из вторичного сырья изготавливаются отдельные  виды бумаги и картона, изделия широкого хозяйственного потребления из полиэтилена (ящики, ведра, поливочные шланги, пленка и т.д.). Нерудные строительные материалы (щебень, гравий, песок) Отходы добычи и  обогащения, шлаки металлургические, золы и шлаки ТЭС 3–4 В России средний уровень использования вторичного сырья можно оценить примерно в 1/3, что в 2–2,5 раза ниже, чем в более развитых странах. При этом уровень переработки ТБО в качестве вторичного сырья в среднем не превышает 4–5%.

В результате имеют место значительные потери материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), содержащихся в отходах, и одновременно продолжается интенсивное  накопление неиспользуемых отходов  в окружающей среде со скоростью 2–2,5 млрд т/год, что составляет примерно 60–70% от количества их образования за год.

  В конечном итоге, несмотря  на принимаемые Правительством  РФ меры по обеспечению экологической  безопасности, экологическая обстановка  во многих регионах России  в связи с воздействием неиспользуемых  отходов не улучшается. Проблема  осложняется тем, что в обозримом  будущем не существует предпосылок  для существенного сокращения  образования отходов. Количество  отходов производства будет увеличиваться  и далее из-за роста объема  промышленного производства на  фоне сохранения и даже снижения  концентрации полезных ископаемых  в извлекаемом из недр сырье.  Отходы потребления будут расти  еще более высокими темпами  из-за опережающего роста уровня  конечного потребления, в том  числе бытовой, компьютерной и  радиоэлектронной техники, предметов  домашнего обихода, одежды, автомобилей и т.д. Что сдерживает использование отходов в промышленности Основными факторами недостаточного в среднем уровня хозяйственного использования отходов как ВМР являются: