Экология 9-12

Водная среда обитания.

3. Кислородный показатель водных объектов. Реакция гидробионтов на содержание кислорода. Способы дыхания под водой.

В воде содержание кислорода не превышает 10 мл на один литр объёма. Это в 21 раз меньше, чем в атмосфере. Отсюда условия дыхания гидробионтов сильно усложнены.

О₂ поступает в воду в результате фотосинтетической деятельности водорослей внутри водоема, а так же из внешней среды путем диффузии из воздуха.

Кислородный показатель с точки зрения жизнеобеспечения - один из самых уязвимых факторов водной среды. В слоях, плотно заселенных животными и бактериями, может создаваться резкий дефицит О₂ , из-за усиленного его потребления. При этом ситуация усугубляется с повышением температуры и солености воды, которые также способствуют понижению содержания в ней О₂ .

Среди водных обитателей существует немало видов, способных переносить широкие колебания уровня кислорода в воде, вплоть до почти полного его отсутствия. С другой стороны, существуют виды, весьма чуткие к колебаниям содержания кислорода в воде. Наконец, известны виды, обладающие свойством при недостатке О₂ впадать в неактивное состояние, и таким образом переживать неблагоприятный период времени.

Дыхание гидробионтов осуществляется несколькими способами:

• через поверхность тела,

• жабрами,

• с помощью трахей,

• легкими.

Дыхание через поверхность тела облегчается намеренным увеличением этой поверхности. У некоторых видов встречается комбинированное воздушное и водное дыхание: двоякодышащие рыбы. Вторичноводные животные (ластоногие, китообразные, водяные жуки и др.) сохраняют атмосферный тип дыхания и поэтому периодически нуждаются в контакте с воздушной средой.

Замор - явление нехватки в воде кислорода.

Эффект Эль-Ниньо - приток теплых водных масс, ведущий к снижению среднего уровня содержания кислорода в воде.

4. Солевой состав природных водоемов. Осмотический эффект. Понятие пойкилосмотичности и гомойосмотичности.

Под водным солевым составом понимается уровень содержания в ней растворенных солей. В пресных водоемах преобладают карбонаты, в солоноводных объектов содержится больше сульфатов.

Соленость измеряется в промиле (%₀). На протяжении многих лет соленость океана остается неизменной, стабилизировавшись на средней цифре 30%₀.

Для гидробионтов важно поддержание определенного количества воды внутри тела при ее избытке в окружающей среде. Излишнее кол-во воды в живых клетках приводит к изменению в них осмотического давления, т.е. нарушению важнейших жизненных функций.

Осмос - это односторонняя диффузия через полупроницаемую перегородку, отделяющую крепкий раствор жидкости от раствора меньшей концентрации. В качестве такой перегородки может выступать отдельные клетки, так и поверхность всего тела. Осмотический эффект обусловлен стремлением системы к термодинамическому равновесию, в данном случае к выравниванию концентрации растворов по обе стороны перегородки.

Большинство водных обитателей пойкилосмотичны: осмотическое давление внутри тканей этих организмов зависит от солености окр.воды.

Позвоночные животные, насекомые и их личинки, обитающие в воде, относятся к гомойосмотическим  видам, сохраняя постоянное осмотическое давление в теле независимо от концентрации солей в воде.

5. Температурный режим водных объектов. Понятие термоклина. Отношение водных организмов к колебаниям внешних температур.

Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше. Это связано с физическими свойствами воды, прежде всего высокой удельной теплоемкостью, благодаря которой получение или отдача значительного количества тепла не вызывает слишком резких изменений температуры

В водоемах существует довольно значительное разнообразие температурных условий. Между верхними слоями воды с выраженными в них сезонными колебаниями температуры и нижними, где тепловой режим постоянен, существует зона температурного скачка, или термоклина. Термоклин резче выражен в теплых морях, где сильнее перепад температуры наружных и глубинных вод.

В связи с более устойчивым температурным режимом воды среди гидробионтов в значительно большей мере, чем среди населения суши, распространена стенотермность. Эвритермные виды встречаются в основном в мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт, где значительны суточные и сезонные колебания температуры.

Антропогенные загрязнения.

1. Дефиниция загрязнения. Фазы загрязнений с позиции теории помех. Классификация антропогенных загрязнений.

В экологическом смысле слова под классическое определение загрязнение попадают две формы изменения качества окружающей природной среды:

• привнесение в ту или иную часть биосферы новых, чуждых ей химических, физических или биологических агентов (выброс в атмосферу паров жидкого аммиака, спуск в природные водоемы масс горячей воды);

• превышение выработанного природой естественного уровня содержания в данной среде присущих ей в допустимых дозах тех или иных компонентов (увеличение в прибрежных водоемах количества патогенных микроорганизмов типа кишечной палочки до уровня опасных концентраций).

Воздействие на земные биоценозы искусственных или направленных помех относятся к антропогенным загрязнениям.

Процесс воздействия вредных в-в на те или иные фрагменты земной природы, если их рассматривать как искусственные вредные помехи, можно разделить на несколько этапов:

• ингредиентная фаза - проникновение в конкретную экосистему чуждых ей вредных элементов;

• параметрическая фаза - изменение внутренних условий данной экосистемы под влиянием посторонних внешних воздействий;

• биоценотическая фаза - реакция живых организмов на изменение условий их существования как следствие двух предыдущих фаз.

Кроме того, необходимо выделить так называемый стациально-деструкционный эффект, под которым подразумевается разрушение естественных природных ландшафтов в результате производственной деятельности.

Антр. загрязнения можно классифицировать по типам следующим образом:

• механические загрязнения,

• химические,

• физические,

• биологические,

• радиоактивные.

К механическим загрязнениям относят засорение внешней среды компонентами, оказывающими на живые ор-мы и чел-ка лишь механическое воздействие без каких-либо физико-химических последствий(выброс цементной пыли).

Химический тип загрязнения подразумевает под собой изменение химических св-в среды в результате проникновения в нее хим. в-в, чуждых ее природе, либо превышение в некой среде концентрации каких-либо хим. компонентов выше допустимой естественной среды.

К физическому типу загрязнений относят:

• световое загрязнение - нарушение естественной освещенности местности в результате затенения или, напротив, увеличения света, а также воздействие искусственных световых источников, вызывающих аномалии жизни растений и животных.

• термальное (тепловое) загрязнение - возникает в результате превышения температуры среды в пределах какого-либо пространства, как правило, в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов или горячей воды.

• шумовое загрязнение - является следствием увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня.

Звук - механические колебания, распространяющиеся в твердой, жидкой и газообразной средах, когда отдельные частицы среды колеблются относительно положения равновесия.

Давление р, возникающее в среде при прохождении звука, называется акустическим и измеряется в Н/м или в Па. При этом мощность, приходящаяся на ед. площади, перпендикулярной направлению распространения звука, называется интенсивностью звука и обозначается J.

Шум - нежелательный звук.

Шум связан со звуковым давлением след. зависимостью:

J= , где С - скорость распространения звуковых волн, м/с; - плотность среды, кг/м³.

Уровни интенсивности шума: , где J₀ - интенсивность шума, соответствующая порогу слышимости; определена опытным путем и равна 10^-12 Вт/м².

• воздействие электромагнитных полей

Электромагнитные поля недоступны нашему образному восприятию и представляют собой особую форму материи.

Главными характеристиками, отражающими их силовые св-ва являются два вектора:

• напряженность электрического поля Е с размерностью В/м

• напряженность магнитного поля Н в А/м.

В воздухе и в вакууме их взаимосвязь характеризуется выражением

Под биологическим типом загрязнения подразумевается главным образом загрязнение микробное, т.е. появление необычно большого кол-ва микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на каких-либо антропогенных субстратах.

Для контроля уровня микробного загрязнения прибрежных акваторий в качестве организма-индикатора используют кишечную палочку.

При тестировании водной среды на наличие биологических загрязнителей удобно пользоваться таким показателем как коли-индекс, который характеризует кол-во особей кишечной палочки в единице объема воды.

Под радиоактивным загрязнением подразумевается любое увеличение естественного радиационного фона в результате использования чел-ком естественных и искусственных радиоактивных в-в.

Основными источниками являются ядерные установки, испытания, аварии, продукты деления ядер радиоактивных изотопов и т.п.

Относится к числу особо опасных загрязнений для человека, животных и растений вследствие негативного влияния повышенных доз радиации на генетический аппарат и биологические структуры организмов.