Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
docx

Шпаргалка «Зачётная» по Экологии (Зеленская М. В.)

1. Понятие биосферы, экосистемы, экологического мониторинга.

Биосфера (термин предложен в 1875г австрийским ученым Зюссем) – это наружная оболочка Земли, включающая в себя область распространения жизни т. е. все живые организмы и неживую среду их обитания.

Толщина биосферы примерно 18 км и включает в себя всю гидросферу, приземный слой атмосферы (примерно 12 км в пределах тропосферы) и поверхностный слой литосферы (примерно 3 км).

Различают 3 типа вещества в биосфере:

- Косное (неживое): минералы, вода;

- Биокосное (возникшее из живого);

- Живое (биота).

Составными частями биосферы являются экосистемы.

Экосистема (биогеоценоз) – единый природный комплекс в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии (термин был предложен в 1935г английским биологом Тенсли).

Классификация экосистем:

- Макро или глобальные экосистемы (биосфера, мировой океан) состоит из подсистем более низкого уровня.

- Мезоэкосистемы (мезо – между) озеро, лесной массив.

- Микроэкосистемы

Экологический мониторинг - информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

- о состоянии окружающей среды;

- о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e., об источниках и факторах воздействия);

- о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

- о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

2. Типы питания живых организмов.

В процессе эволюции сформировалось 2 типа питания живых организмов:

- Автотрофное (самопитающиеся)

- Гетеротрофное (не самостоятельное)

Автотрофное основано на потреблении неорганических веществ. Все автотрофы называются продуцентами (производителями).

К автотрофам относят:

- хемоавтотрофы – синтезируют органические вещества из неорганических с использованием Е, выделяющейся при химических реакциях.

- фотоавтотрофы – потребляют неорганические вещества и используют Е солнечного ультрафиолета.

Гетеротрофное питание основано на потреблении готового органического вещества.

Различают гетеротрофы:

- Консументы (потребители), которые могут быть: I-го порядка (фитофаги), потребляющие органическое вещество растительного происхождения; II-го порядка (зоофаги), потребляющие органическое вещество животного происхождения.

- Детритофаги, которые потребляют органические вещества содержащиеся в отходах и трупах и преобразующие его в другие органические вещества, которые являются основой питательного компонента почвы гумуса (земляные черви).

- Редуценты (восстановители) завершают процесс преобразования органических веществ, разлагая компоненты гумуса до биогенных неорганических веществ (СО2, Н2О, нитраты, фосфаты) пригодных для питания продуцентов (различные микроорганизмы)

3. Понятие ПДК, единицы измерения.

Экологическими стандартами качества окружающей среды является предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК).

ПДК – это максимальное содержание вещества в окружающей среде, которое не оказывает вредного воздействия на человека и окружающую среду в целом.

Единицы измерения: для атмосферы мг/м3, для гидросферы мг/л , для литосферы мг/кг

В зависимости от величины ПДК различают следующие классы опасности вещества:

I - чрезвычайноопасные

II - высокоопасные

III - умеренноопасные

IV – малоопасные

Разновидности ПДК:

- Для гидросферы:

ПДКв – для водоемов питьевого и культурнобытового значения.

ПДКр/х – рыбохозяйственного назначения.

- Для атмосферы:

ПДКсс – это количество вещества в воздухе, которое не оказывает вредного воздействия при неограниченно долгом вдыхании

ПДКмр (максимально разовое) – максимальное содержания вещества в воздухе, которое не оказывает вредного воздействия при вдыхании в течение 20 минут

ПДКрз (рабочей зоны) – максимальное содержание вещества в воздухе рабочей зоны, которое не вызывает негативных изменений в организме человека при воздействии в течение рабочего дня на протяжении всего рабочего стажа.

4. Виды жесткости природной воды, единицы измерения.

Жесткость – это свойство воды обуславливающееся наличием солей Са2+ ,Mg2+

- Карбонатная жесткость (устранимая)

Са(НСО3)2 (t) СаСО3 + СО2 + Н2О

- Постоянная (все другие соли кроме гидрокарбонатов)

Все виды вместе – общая жесткость воды

1 мг экв/л = 2, 8о(Н) = 5о (Фр) = 3,5о(анг)

Умягчение воды:

- Кипячение

- Ионно обменные смолы

Метод определения жесткости комплексонометрический

5. Химические методы очистки сточных вод от ионов металлов (химическое осаждение, ионный обмен).

- Химическое осаждение – метод очистки сточных вод от растворенных примесей путем добавления реагентов вступающих с примесью в химическую реакцию с образованием нерастворимых соединений, образующиеся осадки (шламы) в последствии удаляют механическим методом.

Zn2+ + Ca(OH)2(pH=8-9) Zn(OH)2 +Ca2+

- Окислительно-восстановительные реакции используемые для превращения токсичных примесей в менее токсичные

Например при выделении золота образуется цианидсодержащие стоки, которые обрабатывают озоном, получая в результате реакцию окисления менее токсичных нитрат онионов

CN - (O3)NO3-

- Ионный обмен – это очистка воды с помощью синтетических (!веществ), представляющая собой полимерсшитые (сетчатой структуры) ионогенные группировки, которые имеют подвижные анионы на анионите или подвижные катионы на катионите.

При пропускании воды через анионит происходит обмен анионами между анионитами и водой

анионит

(CH2 – CH)n +Cl-  (CH2 – CH)n + OH-

O ОН- O Сl-

 

R3 – N – R1 R3 – N – R1

R2 R2

При пропускании воды через катионит происходит обмен катионами между катионитом и водой

катионит

(CH2 – CH)n +Ca2+  (CH2 – CH)n + 2H+

SO3-H+ SO3-

O O Ca2+

SO3-H+ SO3-

OH- +H+ =H2O

Это позволяет получить воду глубокой степени очистки. Так как этот метод является рекуперационным т. е. позволяет выделить ионы ценных металлов в виде их солей из катионита посредством его обработки кислотой. При этом катионит восстанавливается в первоначальной Н формуле.

6. Восстановление ионов шестивалентного хрома с последующим осаждением ионов хрома известковым молоком.

При очистке хромсодержащих стоков сначала восстанавливают токсичные ионы Cr6+ до менее токсичного Cr3+

2CrO3 +6FeSO4 +6H2SO4(pH=2-3)Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 +6H2O

| Cr6+ + 3e-  Cr3+

| Fe2+ -1e-  Fe3+

Cr2(SO4)3 +3Ca(OH)3  Cr(OH)3 +3CaSO4

После чего ион Cr3+ удаляют осаждением известковым молоком

7. Масса гидросферы, атмосферы, литосферы.

Гидросфера – водная оболочка Земли, занимающая > 70% поверхности земного шара.

94% объемных составляют воды Мирового океана

4% подземные воды

1,6% ледниковые покровы полюсов и горные ледники

0,4% поверхностные воды (озера, реки)

На долю пресных вод приходится 2,5% причем 70% пресных вод труднодоступны: их составляют ледниковые покровы полюсов и горные ледники.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли

Состав:

78% Азот 1% Аргон

21% Кислород

И прочие газы (гелий, неон, CO2  0, 037%) составляют незначительные доли %

Масса атмосферы 5,15 х 1015 т

-Тропосфера ( 18 км, t=-60) 80% массы атмосферы, образуются облака, циклоны и антициклоны. Характеризуется сильной турбулентностью

-Стратосфера ( 55 км, t=0) 20% массы атмосферы. На высоте 20-25 км находится зона с повышенным содержанием озона. Характеризуется низким содержанием водяного пара и низкой турбулентностью

-Мезосфера (85 км, t=-90) 0,3% массы атмосферы

-Термосфера (800км, t=1500)

-Экзосфера (2000-3000 км)

Литосфера – твердая оболочка Земли 70% которой покрыто морями и океанами.

Самым распространенным элементом земной коры является кислород, содержание которого составляет 47% массовых или 92% объемных.

Основными элементами земной коры являются:

- кислород

- кремний

- алюминий

Содержание которых в земной коре составляет 84,5%. 99% земной коры состоят из следующих элементов: кислород, кремний, алюминий, кальций, калий, натрий, железо, магний, титан. Остальные элементы на которые приходится менее 1% называются редкими и рассеными.

Различают 2 типа земной коры:

- материковый (толщиной 40-100 км, состоящий из твердых пород типа гранита)

- океанический (15 км, состоящий из пород типа базальта)

Тонкий слой земной коры (100км) находится на подстилающей поверхности, как бы плавает на ней. Подстилающая поверхность в следствии высоких объема и температуры находится в пластичном состоянии. Это обуславливает вертикальные и горизонтальные подвижки земной коры.

Далее следует мантия Земли (плотностью вещества 5 г/см3), внешнее ядро (R=2900 км и плотностью вещества 10 г/см3), внутреннее ядро (R=1250 км и плотностью вещества 15 г/см3)

8. Адсорбция и абсорбция как методы очистки атмосферных выбросов.

Адсорбция (сорбция процесс поглощения одного вещества (сорбата) другим веществом (сорбентом), которое осуществляется под действием сил межмолекулярного воздействия) – процесс поглощения жидкости или газа твердым адсорбентом, осуществляемое на границе раздела фаз за счет сил межмолекулярного взаимодействия.

Адсорбенты: активированный уголь, цеолиты.

Адсорбцию используют для очистки воздуха от паров органических растворителей и от токсичных и радиоактивных газов.

Осуществляется периодическим или непрерывным способом в адсорбционных колоннах различной конструкции.

Метод является рекуперационным, т. е. позволяет выделить поглощенное вещество из адсорбента и повторно его использовать.

Рассмотрим стадии адсорбции на примере рекуперации органического растворителя толуола:

1) Адсорбция – поглощение толуола активированным углем. Осуществляемое до насыщения адсорбента, когда в воздухе обнаруживаются следы толуола (проскок адсорбента) стадию заканчивают.

2) Эсорбция – удаление толуола из адсорбента путем обработки перегретым водяным паром. Смесь толуол/вода удаляется в сепаратор, где отделяют толуол, высушивают, очищают и повторно используют.

3) Регенерация адсорбента

4) Охлаждение наружным воздухом

9. Очистка от сернистого ангидрида методом хемосорбции оксидом меди.

Хемосорбция. Загрязненный воздух подается в реактор, в котором при t=390 происходит поглощение SO2 твердым оксидом меди с образованием сульфата меди, который в свою очередь является катализатором восстановления окисла азота.

SO2 +CuO + 0,5O2 (t=390) CuSO4

2NO + 2NH3 + 0,5 O2 (CuSO4) 2N2 +3H2O

Регенерация адсорбента

Сульфат меди восстанавливает медь, которая далее окисляется с образованием адсорбента – при восстановлении так же выделяется сернистый альдегид

CuSO4 + 2Н2 Cu + SO4 + 2H2O

Утилизация SO2

SO2 +0,5O2 SO3

SO3+ H2O H2SO4

10. Основные свойства почвы (физические, химические, биологические).

1) Физические свойства почвы – это механический (гранулометрический) состав, пористость, плотность, влагоемкость, температурный режим.

2) Химические свойства почвы – рН, данные о процентном содержании перегноя (гумуса), который является источником практически всех питательных веществ необходимых растениям

3) Биологические свойства почвы – насыщенность почвы микроорганизмами.

11. Классификация почв по содержанию гумуса.

Гумус – это органические вещества, синтезируемые почвенными микроорганизмами в процессе разложения мертвых растительных и животных останков.

Оценка почв по содержанию гумуса:

- очень низкая 10%

Показать полностью…
Похожие документы в приложении