Файл: Ekologia_lektsia.docx

Циркуляция воды идет по трем схемам:

1. Мировой океан – атмосфера – Мировой океан

2. Мировой океан – атмосфера – почва -Мировой океан

3. Схема круговорота с участием живого организма

Живой организм состоит из 73-97% воды. Каждый вид живого организма имеет определенный % влаги.

Вода является средой жизненной необходимых метоболистических процессов (т.е. биохимических)

После смерти живого организма вода выделяется в процессе гниения и брожения, а в процессе жизнедеятельности выделяется с мочой, колом и потом.

Циркуляцию обеспечивает солнечная энергия.

Индикаторы чистоты воды

1. Фитопланктон

2. Зоопланктон

3. Перифитон

4. Зообентоз

Фитопланктон – это мельчайшая водоросль, которая обитает на поверхности воды и свободно перемещается с течением.

Зоопланктон – это мельчайшее животное, которое обитает на поверхности воды и свободно перемещается с течением воды.

Перифитон – это мелкие живые организмы, ведущие прикрепленный образ жизни к подводным сооружениям.

Зообентоз – это мельчайшие животные, обитающие на дне. Они за короткий промежуток времени они пропускают сквозь себя многократно больше воды, чем крупные животные, а, следовательно, быстрее очищают воду, но загрязнитель остается в теле организма. В результате загрязнитель, которого трудно выявить в водной среде самой чувствительной аппаратурой, мы легко обнаруживаем загрязнитель в этих организмах.

Факторы загрязнения воды

1. Промышленные сбросы непосредственно в воды. Также идет загрязнение через атмосферу, при этом путь загрязнителя атмосферы – Мировой океан, второй путь: атмосфера – почва – Мировой океан (происходит частичное очищение воды почвенными микроорганизмами). Мировой океан является накопителем загрязнения

2. Сельскохозяйственное производство

3. АПК

Типы загрязнения:

1. Механический

2. Органический (промышленного происхождения)

3. Органический (бытового происхождения)

4. Минеральный

5. Тепловой

Механическое загрязнение

Это в основном остатки строительного материала. На первом этапе они не оказывают отрицательного действия на состояние воды. Однако, со времени начинается их окисление с поглощением кислорода. В результате, снижение кислорода в воде приводит к исчезновению живых организмов.

Загрязнение органико-промышленного происхождения

Происходит в результате сброса воды в Мировой океан. Сброс происходит непосредственно производствами, при мойке танкеров, при авариях судов.

Справка: 1 л воды загрязняет воду, которой хватило бы семье из 4 человек на 20 лет

Загрязнение бытовой органики

Это канализационные и бытовые стоки, которые содержат яйца глистов, а также возбудителей инфекционных заболеваний. Перед сбросом бытовых стоков, необходимо проводить двойное хлоривание. Хлор испаряется, а вода обезвреживается.

Минеральное загрязнение

Типы:

• Соли удобрений

• Фосфаты и сульфаты металлов

Соли удобрений:

При попадании удобрений в воду особенно опасны фосфорные и калийные удобрения, так как они вызывают интенсивный рост водорослей.

На первых этапах рост водорослей благоприятно сказывается на размножение рыб. Однако со временем потребность в корме уменьшается, а рост водорослей – продолжается.

Пройдя полный цикл развития, водоросли отмирают и начинаются процессы их минерализации с поглощением кислорода.

По мере исчезновения кислорода, процессы минерализации переходят по типу брожения, а далее по типу гниения. В результате, водоем превращается в зловонную жижу.

Фосфаты и сульфаты металлов

Происходят процессы, аналогичные механическому загрязнению.

Тепловое загрязнение

Носит локальный характер в местах сброса горячей воды. С повышением температуры воды содержание кислорода уменьшается, соответственно, все живое исчезает.

Методы очистки воды

1. Механический

2. Химический

3. Физико-химический

4. Биологический

При очистке воды, последовательно используют разные методы очистки. При этом обязательными этапами являются:

1. Очистка от механических загрязнений, минерального и органического происхождения

2. Очистка от нерастворимых соединений

3. Очистка от растворимых соединений

Дополнительная: 4. Биологическая очистка

Механическая очистка

• фильтрация,

• процеживание,

• центрифугирование,

• отстаивание.

Химическая очистка

Основная цель – довести РН (кислотной) воды до нейтральной (с помощью кислот и щелочей).

Конкретному загрязнителю подбирается химикат, который связывает загрязнитель. Это вещество выпадает в осадок или же всплывает.

Физико-химическая очистка

• Коабуляция – подбирается вещество, которое захватывает загрязнитель; оно оседает или всплывает;

• Флотация – сквозь загрязненную воду пропускаем воздух, который захватывает загрязнитель и выводит наружу;

• Ионно-обменный метод - опускают ионно-обменный материал в загрязненную воду. Там происходит обмен ионами. Положительно заряженный ион вытесняет из ионно-обменного материала отрицательно заряженный. В результате вода очищается от загрязнителя, а отрицательный анион выходит наружу.

• И другие

Биологическая очистка

Бывает:

• Естественная – бывает в виде полей фильтрации, рыбоводческие пруды

• Искусственная – бывает в форме аэротеков (бескислородные и кислородные)

Поля фильтрации – навозная жижа выливается в поле. Вода очищается благодаря жизнедеятельности и переработки почвенных микроорганизмов. Очищенная вода по дренажной системе собирается в пруде-накопителе чистой воды, но воды загрязнена яйцами геминов (глистов). Для обеззараживания, воду дважды обрабатывают хлоркой, и после этого сбрасывают в реку, море, океан.

Требования к полям фильтрации:

1. Поле должно быть ровным, без уклона в сторону водоема

2. Грунтовые воды должны располагаться глубоков (ниже 2 метров от поверхности воды)

3. Мощный гомусный слой

4. Температура воздуха выше 20⁰

Рыбоводческие пруды – это каскад из 5 прудов. Вода постепенно переходит из одного пруда в другой. Пруд – накопитель чистой воды, где дважды обрабатывается хлоркой.

1-ый пруд – накопитель сточной воды. В бескислородной среде идут процессы брожения. В результате, крупная органическая молекула расщепляется на мелкие.

2-ой пруд – водорослевый. Водоросли поедают органику – вода очищается от нее, но выростает мощный слой водорослей.

3-ий пруд – рачковый . Рачки поедают водоросли. Вода очистилась, а рачки размножились

4-ый пруд – рыбоводческий. Рыба поедает рачков. Рыбу выращивают от 0,3 гр до 700 гр . За этот период вода полностью очищается

5-ый пруд – накопитель чистой воды.

Искусственные биологические методы очистки воды – самые выгодный. Навозная жида направляется в аэротек.

А) в бескислородной среде навоз подогревают до 50⁰ , и с этого момента начинают работать термофильные бактерии. В результате их работы выделяется биогаз, который на 60% состоит из метана, который используют в качестве дополнительного источника энергии. Одновременно образуются незначительное количество органического ила. Это хорошее удобрение, но его нужно дважды обработать хлоркой перед употреблением.

Б) в кислородной среде образуется незначительное количество биогаза, но в большом количестве образуется ил.

21.11.12

Лекция 12

Экология атмосфера

Атмосфера – это внешняя газовая оболочка Земли, которая достигается от ее поверхности в космическое пространство 3 тыс. км.

История возникновения и развития атмосферы более 3 млрд. лет. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись. В последние 50 млн. лет состояние атмосферы стабилизировалось и теоретически считается постоянным.

Строение атмосферы:

1. Тропосфера - толщина ее 7-18 км от поверхности земли. Температура резко снижается до верхней границы. На каждые 100 метров снижение температуры до 0,5 – 0,6 ⁰ С. Таким образом, толще тропосферы, температурные колебания от 40-50⁰ С.

2. Стратосфера – между тропосферой и стратосферой переходная толща (промежуточная ) – тропопауза.

Стратосфера – мощность: 40 км. Первые 20-30 км температура воздуха -50⁰ , а далее с высотой стратосферы температура повышается до +10⁰ . В ее пределах на высоте 20-25 км от поверхности земли расположен озоновый слой. Далее идет стратопауза.

3. Мезосфера – толща до 80 км. Далее – мезопауза.

4. Ионосфера – находится от поверхности земли в толще 140-800 км (от поверхности земли). Температура растет и на высоте 200 км = 500 ⁰ С. Далее идет ионопауза.

5. Экзосфера – толща от поверхности земли 800 – 1600 км. Далее идет космическое пространство.

Каждый слой атмосферы отличается газовым составом и температурным режимом.

Верхний предел жизни для большинства животных - 8-10 км (до озонового слоя).

Масса атмосферы = 5,2 * 10¹⁵ тонн.

• 50% массы атмосферы сосредоточены в первых 5 км от поверхности земли.

• 95% массы атмосферы сосредоточены в первых 20 км от поверхности земли.

Справка:

1. весь воздушный океан проходит через живые организмы приблизительно за 10 лет - биологический круговорот

2. Человек вдыхает каждую минуту – 6-16 л воздуха, а за сутки – 9-23 тыс. л.

Состав атмосферы

1. Космическая и антропогенная пыль

2. Водяной пар

3. Азот 78,09 %,

4. кислород 20,95% ,

5. углекислый газ 0,03 %,

6. водород 5*10^-5 ,

7. озон 1*10^-6 ,

8. Остальное – это инертные газы.

Процентный состав рассматривался по объему.

Атмосфера практически прозрачна для прохождения через нее кратковолновой солнечной радиации. Вместе с тем водяной пар, углекислота и озон сильно поглощают длиноволновое излучение нашей планеты. В результате тропосфера нагревается. Результатом прогревания тропосферы является:

• вертикальное перемещение потоков воздуха

• образование облаков

• выделение осадков

Атмосфера очищается, благодаря естественным процессам саморегуляции и круговороту газов (кислорода, азота, углекислого газа, воды).