решение задач

Вопрос 10.
Механизмы изменения условий внешней среды. Адаптация живых организмов.
Задание 35.
Рассчитать допустимую концентрацию загрязняющих веществ в стоках предприятия при сбросе их в открытый водоем.
Определить эффективность очистки по каждому загрязняющему веществу.
Задание 66.
Рассчитать предотвращенный экономический ущерб в результате работы биоочистных сооружений предприятия в одном из регионов России, при условии, что биоочистные системы (поля орошения) работают при температуре окружающей среды + 100С.
Задание 85
Рассчитать предельно допустимый и фактический выбросы сажи котельной, находящейся на территории локомотивного депо. Определить необходимость улавливания сажи, вид очистного оборудования, плату за годовой выброс.
Исходные данные.
Котельная вагонного депо работает на мазуте, расход топлива – 12 000 т/год, время работы котельной с учетом остановки на профилактический ремонт 8500 ч/год, температура выхода газовоздушной смеси 2400 С, наружная среднесуточная температура воздуха 00 С, высота трубы котельной 20 м, диаметр устья – 1,5 м .
Задание 110
Согласно варианту рассчитать:
1) максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества при выбросе из одиночного горячего источника;
2) Х – расстояние от источника выброса, м, где при неблагоприятных метеорологических условиях достигается См этого вещества;
3) Uв – опасную скорость ветра, при которой достигается См на уровне 10 м от земли;
4) Сi В-В – значения приземных концентраций рассматриваемого вещества на различных расстояниях от источника выброса;
5) определить размер СЗЗ предприятия, допуская, что источник выброса единственный.
Задание 135
Оценить экологический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами котельной вагонного депо, сравнить его величину с фактической платой за выброс, которую осуществляет предприятие.
Данные для расчета:
Виды загрязняющих веществ:
Пентан, СО
Данные из заданий 4 и 5.
Скорость осаждения веществ в атмосфере V<1.
Зоны загрязнения S = 50км2
Территория предприятия -30%
Населенный пункт -30%
Лес-40%.
Наружный воздух = 00С.
Высота Н=20м.
Фактический выброс:


Задание 165
Оценить экологический ущерб Ув поверхностным водам от деятельности предприятия при условии, что сброс сточных вод после очистных сооружений осуществляется в открытый водоем.
Данные для расчета:
Категория водоема- санитарно-бытовой
Расход сточных вод q = 0,05м3/с
Вид загрязняющих веществ и концентрация в стоках после очистных сооружений:
Кобальт-
Формальдегид -
Нефтепродукты -
Территория расположения: бассейн реки Енисей:
Список литературы
1. Чернова Н.М., Былова А.М.
Экология.- М.: «Просвещение», 1998.
2. Шилов И.А.
Экология. – М.: «Высшая школа», 1997
3. Киселев В.Н. “
Основы экологии .- Минск: «Луч», 1998
4. Красунов М.Е.
Экология. – М.: «Высшая школа», 1998
5. Цветкова, Л.И.
Экология. – М.: «Химиздат», 1999.
Ответ:
Среда обитания - это природное окружение живого организма. Важные для жизни организма компоненты окружающей среды, с которыми он неизбежно сталкивается, называются экологическими факторами.

• Экологические факторы могут быть необходимы или вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению.

Различные организмы по-разному реагируют на одни и те же экологические факторы.
Адаптация - это процесс приспособления строения и функций организмов, особей, популяций, видов и их органов к условиям среды. Вместе с тем любая адаптация есть результат конкретного исторического этапа приспособительного процесса - адаптациогенеза, протекающего в биотопах и биогеоценозах.
С течением времени любые условия существования изменяются, но в одних случаях они подвержены более сильным изменениям, а в других - менее сильным. Выделяют три основных типа изменений среды обитания:

• циклические изменения, периодически повторяющиеся, при смене времен года, при приливах и отливах, при поочередном наступлении светлого и темного времени суток;
• направленные изменения, при которых направление изменения остается стабильным в течение периода. Примерами направленных изменений могут служить прогрессирующая эрозия берегов, накопление донных осадков, изменения, происходящие на одной из фаз цикла оледенения;
• экологический фотопериодизм организм любых хаотические изменения. Примерами хаотических изменений служат непредсказуемые изменения времени возникновения и траекторий циклонов и ураганов, шквалы; вызываемые ударом молнии пожары.

Наилучшее соответствие между организмами и изменяющимися условиями неизбежно предполагает некий компромисс между приспособлением к переменам и способностью к их переживанию.
Существует два основных способа, которыми организмы приурочивают свои реакции к изменениям в окружающей среде:

• изменения в ответ на изменение внешних условий;
• реагирование на сигнальный фактор, предвосхищающий изменение внешних условий.

В том случае, если изменения условий среды выражены слабо, то наилучшим способом адаптации организмов к условиям является прямое реагирование на них. Для организмов, которые не могут избежать неблагоприятных условий, наиболее эффективным решением проблемы выживания в изменяющейся среде могут оказаться сезонные изменения особенностей строения.
Если популяция подвержена воздействию изменяющихся факторов окружающей среды, то организмы могут приобрести разностороннюю устойчивость. При взаимодействии организмов различных видов изменения одних организмов неизбежно приводят к переменам в жизни других. Любой из взаимодействующих видов может создавать условия отбора, направляющие эволюцию другого вида. Из этого следует, что изменения в окружающей среде приводят к изменению соответствий между организмами и изменяющейся средой.
Степень приспособляемости живого организма к изменениям условий среды характеризуется экологической валентностью. Степень приспособляемости живого организма вытекает также из принципа лимитирующего фактора. Экологическая валентность может рассматриваться как в отношении реакции вида на отдельные факторы среды, так и в отношении комплекса факторов.

1. Виды с низкой экологической валентностью, способны выносить лишь ограниченные изменения экологических факторов.
2. Виды с широкой экологической валентностью, способны заселять различные местообитания и переносить широкую амплитуду колебаний экологических факторов. Такие виды легче расселяются по территории, выживают и размножаются в различных условиях, чаще всего имеют более широкую область распространения.

Воздействие факторов среды на живые организмы в отдельности и в целом многогранно. При оценке влияния того или иного фактора среды важным оказывается характеристика интенсивности действия его на живую материю:

• • в благоприятных условиях говорят об оптимальном,
  • при избытке или недостатке - ограничивающем факторе.

Большинство видов приспособлено к довольно узкому диапазону температур. Некоторые организмы, особенно в стадии покоя, способны существовать при очень низких температурах. Например, споры микроорганизмов выдерживают охлаждение до -2000С. Диапазон колебаний температуры в воде значительно меньше, чем на суше, соответственно и пределы выносливости к колебаниям температуры у водных организмов уже, чем у наземных. Однако и для водных и для наземных обитателей оптимальной является температура в пределах 15 – 300С.

1. организмы с непостоянной температурой тела – пойкилотермные - зависит от температуры окружающей среды. Ее повышение вызывает у них интенсификацию жизненных процессов и, в известных пределах, ускорение развития. С наступлением зимы растения и пойкилотермные животные впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ резко снижается, в тканях запасается много жиров и углеводов. Количество воды в клетках уменьшается, накапливаются сахара и глицерин, препятствующие замерзанию. В жаркое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева. У растений усиливается испарение воды через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных в этих условиях также усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожные покровы. Кроме того, пойкилотермные животные избегают перегрева путем приспособительного поведения: выбирают местообитания с наиболее благоприятным микроклиматом, в жаркое время дня скрываются в норах или под камнями, проявляют активность в определенное время суток.
2. организмы с постоянной температурой тела - гомойотермные.

Таким образом, температура окружающей среды представляет собой важный и зачастую ограничивающий жизненные проявления фактор.
Гораздо меньше зависят от температурных условий среды животные гомойотермные - птицы и млекопитающие. Ароморфные изменения строения позволили этим двум классам сохранять активность при очень резких перепадах температур и освоить практически все места обитания.