Животные организмы как среда обитания

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Животные организмы как среда обитания

Организм может также служить средой обитания - для паразитов и симбионтов (симбиоз - совместное, взаимовыгодное сожительство организмов). Например, человеческий организм является средой обитания для огромного числа различных симбионтов (прежде всего, нормальной микрофлоры кишечника), а нередко, и паразитов (разнообразных плоских и круглых червей, простейших).

Использование одних организмов другими в качестве среды обитания - явление древнее и широко распространенное в природе. Существование внутриклеточных паразитов отмечено у большого числа одноклеточных форм - водорослей, амеб, инфузорий и др. Практически нет ни одного вида многоклеточных организмов, не имеющих внутренних обитателей. Усложнение организации организма-хозяина ведет к разнообразию предоставляемых им условий для существования паразитов. В природе в качестве паразитов чаще всего встречаются микроорганизмы и примитивные многоклеточные, поскольку способность одних организмов использовать другие как среду обитания уменьшается с усложнением организации первых.

Паразитизм - это форма взаимоотношений между организмами разных видов, которые носят антагонистический характер. Паразитом называется организм, использующий другой организм (хозяина) в качестве источника пищи и среды обитания. Паразит живет за счет особей другого вида и тесно связан с ними в своем жизненном цикле. Паразиты питаются соками тела, тканями или переваренной пищей своих хозяев. При этом паразит не умерщвляет своего хозяина, поскольку в противном случае он лишился бы источника существования.

Различают паразитов облигатных (обязательных) и факультативных (необязательных). Облигатные паразиты абсолютно неспособны жить и размножаться без питания тканями или соками данного хозяина вне его организма. Примером могут служить многочисленные кишечные паразиты - аскариды, острицы, солитеры и др. Факультативные паразиты способны жить и размножаться самостоятельно, не обязательно питаясь тканями и соками хозяина. Например, миноги ведут как хищнический, так и паразитарный образ жизни.

Паразиты, питающиеся телом хозяина и обитающие на его поверхности, носят название эктопаразитов. Это блохи, вши, клещи, различные виды тлей. Паразиты, живущие во внутренних тканях, полостях и клетках хозяина, носят название эндопаразитов. Это различные вирусы, бактерии, гельминты и др.

Паразитизм известен на всех уровнях организаций живого, иачиная вирусами и кончая высшими растениями и многоклеточными животными. Можно сказать, что паразитизм - явление всеобщее и довольно распространенное. Почти все живые существа могут подвергаться нападению паразитов. Организмы, которые не поражены какими-либо паразитами, - большая редкость. Даже человек является средой обитания для многих паразитов. Паразиты представлены во всех группах растений и животных, однако чем ниже на эволюционной лестнице находится данная группа, тем больше она включает видов-паразитов. К примеру, плоские черви, нематоды и некоторые членистоногие почти целиком состоят из паразитических форм.

Паразиты пользуются особыми экологическими преимуществами в жизненных условиях по сравнению с другими животными. Прежде всего, главное их преимущество - обильное снабжение пищей за счет содержимого клеток, соков и тканей хозяина. Быстрый рост паразитов обеспечивается обильным и легкодоступным питанием.

Еще одно преимущество - защищенность паразитов от воздействия факторов среды и других организмов. Колебания условий внешней среды не сказываются на их жизнедеятельности. Паразиты защищены от врагов. Все это приводит к потере паразитами целых систем органов. У многих из них отсутствует пищеварительная система, редуцирована нервная.

Наконец, паразитам присуща громадная плодовитость по сравнению со свободно живущими формами. Такая особенность этих организмов получила название «закон большого числа яиц». Например, человеческая аскарида продуцирует в среднем 250 тыс. яиц за сутки, а за всю жизнь - свыше 50 млн. Масса яиц, отложенных одной самкой аскариды за год, в 1700 раз превышает ее собственную массу.

При выходе из хозяина во внешнюю среду у паразитов развиваются защитные приспособления, позволяющие им пережить этот критический период. Яйца их покрываются многослойными оболочками, многие образуют цисты, ряд личинок нематод впадает в анабиоз. Все паразиты для обеспечения выживания своего вида должны переходить от хозяина к хозяину. Некоторые из них выработали довольно простой цикл воспроизведения. К примеру, многим бактериям, которые являются причиной таких болезней, как скарлатина, пневмония, дифтерия, достаточно попасть на поверхность тела хозяина или на определенные железы внешней секреции. Другие паразиты выработали довольно сложные циклы развития. К примеру, в кишечнике лисицы обитает ленточный червь, откладывающий там крошечные яйца. Вместе с экскрементами животного яйца попадают на землю или траву. Чтобы снова попасть в кишечник лисицы, на помощь паразиту приходят промежуточные хозяева. Заяц, поедая траву, захватывает яйца червя. В его организме они превращаются в личинки и затаиваются там до поры до времени в виде цисты - покоящейся стадии. Теперь все зависит от сноровки и прыткости лисицы, которая охотится за зайцем. Если ей удастся поймать его, цисты в ее кишечнике превратятся во взрослого червя и жизненный цикл паразита начнется сначала.

Взаимоотношения между человеком и различного рода паразитами установились с незапамятных времен. Ко многим паразитам человеческий организм приобрел невосприимчивость, но против некоторых, таких, как переносчики туберкулеза, сифилиса, гриппа еще не найдено эффективного противоядия. Следуя поговорке, что болезнь легче предупредить, чем лечить, человек наконец-то понял, что истинная причина большинства болезней - это нарушение экологической среды.

Среди растений и грибов также известно много паразитических видов. Одни растения-паразиты содержат хлорофилл и могут вырабатывать органические вещества, т.е. являются, собственно говоря, полупаразитами. Это паразитирующая на березах, осинах, ивах, дубах, соснах омела (Viscum album), которую часто можно встретить в белорусских лесах. Фотосинтез она осуществляет сама, а воду и минеральные соли добывает из ветвей растений, на которых живет, пуская вглубь древесных тканей особые присоски. К полупаразитам относится также луговое растение погремок (Rhinanthus alectrolophus). Под землей его корни паразитируют на корнях других растений, чаще всего это злаки. Иногда он настолько спешит, что присасывается к корням своих собратьев - таких же погремков.Из типичных растительных паразитов можно указать растения, обитающие в наших лесах: петров крест (Lathraea squamaria), подъельник обыкновенный (Hypopitys monotropa), гнездовка настоящая (Neottia nidus-avis) и др. Много внутриклеточных паразитов среди низших грибов - это различные виды ржавчинных, головневых, мучнисторосяных грибов.

При исследовании явления паразитизма экологи пришли к выводу, что участвующие в таком сожительстве организмы как бы «равнодушны» к себе и используют друг друга только из эгоистических (если такой термин применим к миру растений и животных) побуждений. Действительно, оса Chrysis ignata, паразитирующая на пчеле, нимало не заботится о благополучной жизни последней, так же, как и наездник Pleolophus basizonus, который нападает на коконы европейского соснового пилильщика Neodiprion sertifer. У паразита имеется какое-то «совестливое сочувствие» по отношению к хозяину. В любом случае он вынужден идти на компромисс, чтобы сохранить хозяину жизнь, а значит, и себе, и в перспективе - потомству. Поэтому непрерывно вредить своему хозяину для паразита невыгодно. Паразитоиды же начисто лишены даже зачаточного чувства «совести».

В ходе эволюции между паразитами и их хозяевами выработались специфические взаимоотношения. Прежде всего, агрессивная изощренность паразитов постоянно наталкивалась на оборонительную изобретательность хозяев. Это заставляло последних постоянно прибегать к поиску новых разнообразных стратегий самообороны, в противном случае им грозило вымирание. По мнению биологов, соревнование за выживание между паразитами и их хозяевами имеет глубокий биологический смысл, поскольку в противостоянии паразитам у животных и растений возникали все новые генные вариации, что, в конечном счете, со временем приводило к возникновению новых видов.

Живые организмы зачастую энергично реагируют и успешно противостоят воздействию со стороны паразитов. Такое сопротивление паразитам получило название активного иммунитета. Например, в крови хозяина вырабатываются специфические белковые вещества, антитела, подавляющие действие паразитов. Зачастую организм хозяина реагирует на проникновение паразита разрастанием окружающих его тканей. Образуются своеобразные капсулы, изолирующие паразита. Такие образования у животных получили название зооцецидии, а у растений - галлы.

В свою очередь, паразиты часто демонстрируют удивительную изобретательность, чтобы преодолеть биохимические барьеры организма-хозяина и создать благоприятные условия для проживания своего потомства в теле жертвы.

Зачастую средой обитания растений служат другие растения. Такое явление, при котором одни растения используют другие (в основном стволы и ветви) в качестве среды обитания, но не паразитируют на них, называется эпифитизм, а поселяющиеся организмы - эпифиты (от греч. «эпи» - на, над, сверх и «фитон» - растение). В данном случае растения-эпифиты получают питательные вещества из окружающей среды, а не из тела растения-хозяина, как паразиты. У эпифитов выработались приспособления для улавливания воды и минеральных солей из воздуха. К эпифитам относятся среди прочих растения из семейства орхидных и бромелиевых, а также папоротники, обитающие во влажнотропических лесах, мхи и лишайники, поселяющиеся на стволах наших древесных пород.

2. Птицы, внесенные в Красную книгу России

Красная книга Российской Федерации (ККРФ) является основным государственным документом, учрежденным в целях выявления редких и находящихся под угрозой исчезновения диких животных, дикорастущих растений и грибов, а также некоторых подвидов и локальных популяций.

Она необходима для организации исследований и слежения за состоянием этих животных и растений и их местообитаний, для разработки и осуществления особых мер по их охране, восстановлению и научно обоснованному использованию. Правовую основу формирования и ведения ККРФ и красных книг субъектов Российской Федерации составляют Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» от 19 декабря 1991 г. и Федеральный закон «О животном мире» от 5 мая 1995 г.

В ККРФ заносятся редкие и исчезающие животные, растения и грибы, постоянно или временно обитающие в состоянии естественной свободы или произрастающие в естественных условиях на территории Российской Федерации, континентального шельфа и морской экономической зоны Российской Федерации, которые нуждаются в государственно-правовых действиях, входящих в компетенцию Правительства РФ, Министерства природных ресурсов РФ и других федеральных органов исполнительной власти.

Животные, растения и грибы, занесенные в ККРФ, подлежат занесению в красные книги субъектов Российской Федерации.

Животные, растения и грибы, занесенные в Красную книгу международного союза охраны природы (IUCN), обитающие (произрастающие) постоянно или временно на территории РФ, континентального шельфа и морской экономической зоны РФ, заносятся в ККРФ в тех случаях, когда этого требует состояние их численности или условий существования в РФ. Это же относится к животным, растениям и грибам, охраняемым международными конвенциями

Список птиц, занесённых в Красную книгу России:

* Чернозобая гагара (Gavia arctica)

* Белоклювая гагара (Gavia adamsii)

* Белоспинный альбатрос (Phoebastria albatrus)

* Пестролицый буревестник (Procellaria leucomelas)

* Малая качурка (Oceanodroma monorhis)

* Розовый пеликан (Pelecanus onocrotalus)

* Кудрявый пеликан (Pelecanus Pelecanus)

* Хохлатый баклан (Phalacrocorax aristotelis)

* Малый баклан (Phalacrocorax pygmaeus)

* Египетская цапля (Bubulcus ibis)

* Средняя белая цапля (Bubulcus intermedia)

* Желтоклювая цапля (Bubulcus eulophotes)

* Обыкновенная колпица (Platalea leucorodia)

* Каравайка (Plegadis falcinellus)

* Красноногий ибис (Nipponia nippon)

* Дальневосточный аист (Ciconia boyciana)

* Чёрный аист (Ciconia nigra)

* Обыкновенный фламинго (Phoenicopterus roseus)

* Алеутская канадская казарка (Branta canadensis)

* Атлантическая черная казарка (Branta bernicla)

* Американская казарка (Branta nigricans)

* Краснозобая казарка (Branta ruficollis)

* Пискулька (Anser erythropus)

* Белошей (Philacte canagica)

* Горный гусь (Anser indicus)

* Сухонос (Anser cygnoides)

* Тундровый лебедь (Cygnus bewickii)

* Американский лебедь (Cygnus columbianus)

* Хохлатая пеганка (Tadorna cristata)

* Клоктун (Anas formosa)

* Мраморный чирок (Anas angustirostris)

* Мандаринка (Aix galericulata)

* Нырок (чернеть) Бэра (Aythya baeri)

* Белоглазый нырок (Aythya nyroca)

* Савка (Oxyura leucocephala)

* Чешуйчатый крохаль (Mergus squamatus)

* Скопа (Pandion haliaetus)

* Красный коршун (Milvus milvus)

* Степной лунь (Circus macrourus)

* Европейский тювик (Accipiter brevipes)

* Курганник (Buteo rufinus)

* Ястребиный сарыч (Butastur indicus)

* Змееяд (Circaetus gallicus)

* Хохлатый орел (Spizaetus nipalensis)

* Степной орел (Aquila rapax)

* Большой подорлик (Aquila clanga)

* Малый подорлик (Aquila pomarina)

* Орёл-могильник (Aquila heliaca)

* Беркут (Aquila chrysaetos)

* Орлан-долгохвост (Haliaeetus leucoryphus)

* Орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla)

* Белоголовый орлан (Haliaeetus leucocephalus)

* Белоплечий орлан (Haliaeetus pelagicus)

* Бородач (Gypaetus barbatus)

* Стервятник (Neophron percnopterus)

* Чёрный гриф (Aegypius monachus)

* Белоголовый сип (Gyps fulvus)

* Кречет (Falco rusticolus)

* Балобан (Falco cherrug)

* Сапсан (Falco peregrinus)

* Степная пустельга (Falco naumanni)

* Белая куропатка (Lagopus lagopus)

* Кавказский тетерев (Lirurus mlokosiewviczi)

* Дикуша (Falcipennis falcipennis)

* Манчжурская бородатая куропатка (Perdix dauurica)

* Журавль японский (Grus japonensis)

* Стерх (Grus leucogeranus)

* Даурский журавль (Grus vipio)

* Чёрный журавль (Grus monacha)

* Красавка (журавль) (Anthropoides virgo)

* Красноногий погоныш (Porzana fusca)

* Белокрылый погоныш (Porzana exquisita)

* Рогатая камышница (Gallicrex cinerea)

* Султанка (Porphyrio porphyrio)

* Дрофа (Otis tarda), европейский подвид

* Дрофа (Otis tarda), восточно-сибирский подвид

* Стрепет (Tetrax tetrax)

* Джек (Chlamidotis undulata)

* Авдотка (Burhinus oedicnemus)

* Южная золотистая ржанка (Pluvialis apricaria)

* Уссурийский зуёк (Charadrius placidus)

* Каспийский зуёк (Charadrius asiaticus)

* Кречетка (Chettusia gregaria)

* Ходулочник (Himantopus himantopus)

* Шилоклювка (Recurvirostra avosetta)

* Кулик-сорока (Haematopus ostralegus), материковый подвид

* Кулик-сорока (Haematopus ostralegus) , дальневосточный подвид

* Охотский улит (Tringa guttifer)

* Лопатень (Eurynorhynchus pygmeus)

* Чернозобик (Calidris alpina), балтийский подвид

* Чернозобик (Calidris alpina), сахалинский подвид

* Южнокамчатский берингийский песочник (Calidris ptilocnemis)

* Желтозобик (Tryngites subruficollis)

* Японский бекас (Gallinago hardwickii)

* Тонкоклювый кроншнеп (Numenius tenuirostris)

* Большой кроншнеп (Numenius arquata)

* Дальневосточный кроншнеп (Numenius madagascariensis)

* Азиатский бекасовидный веретенник (Limnodromus semipalmatus)

* Степная тиркушка (Glareola nordmanni)

* Черноголовый хохотун (Larus ichthyaetus)

* Реликтовая чайка (Larus relictus)

* Китайская чайка (Larus saundersi)

* Красноногая говорушка (Rissa brevirostris)

* Белая чайка (Pagophila eburnea)

* Чеграва (Hydroprogne caspia)

* Алеутская крачка (Sterna aleutica)

* Малая крачка (Sterna albifrons)

* Азиатский длинноклювый пыжик (Brachyramphus marmoratus)

* Короткоклювый пыжик (Brachyramphus Brachyramphus)

* Хохлатый старик (Synthliboramphus wumizusume)

* Филин (Bubo bubo)

* Рыбный филин (Ketupa blakistoni)

* Большой пегий зимородок (Ceryle lugubris)

* Ошейниковый зимородок (Halcyon pileata)

* Европейский средний дятел (Dendrocopos medius)

* Рыжебрюхий дятел (Dendrocopos hyperythrus)

* Монгольский жаворонок (Melanocorypha mongolica)

* Обыкновенный серый сорокопут (Lanius excubitor)

* Японская камышёвка (Megalurus pryeri)

* Вертлявая камышёвка (Megalurus paludicola)

* Райская мухоловка (Terpsiphone paradisi)

* Большой чекан (Saxicola insignis)

* Тростниковая сутора (Paradoxornis polivanovi)

* Европейская белая лазоревка (Parus cyanus)

* Косматый поползень (Sitta villosa)

* Овсянка Янковского (Emberiza jankowskii)

3. Защита гидросферы

Вода - одно из наиболее важных веществ на Земле, от которого зависит состояние животного и растительного мира. Это самая распространенная неорганическая составляющая живой материи. У человека вода составляет 63 % массы тела, у грибов - 80 %, у медуз - 98 %, в растениях содержится до 95 % воды. Семена растений, в которых содержание воды не превышает 10 %, представляют собой формы замедленной жизни. Такое же явление - ангидробиоз - наблюдается у некоторых видов беспозвоночных, которые при неблагоприятных внешних условиях могут потерять большую часть воды из своих тканей и сохранить жизнеспособность.

Вода в природе находится в непрерывном круговороте - все время расходуется и возобновляется.

Водные ресурсы

Водную оболочку Земли называют гидросферой. Это совокупность океанов, морей, озер, прудов, рек, болот, подземных вод. Вода покрывает 70,8 % поверхности планеты (510 млн. км²). Основную часть гидросферы составляет Мировой океан - 96,53 %. Более 98 % всех водных ресурсов представлены водами с повышенной минерализацией, непригодными для хозяйственной деятельности. На долю пресных вод приходится ~ 28 млн. км³. Основная масса пресной воды заключена в ледниках и постоянно залегающем снежном покрове - 68 % или 1,74 % всех запасов воды. Значительный объем пресной воды приходится на долю подземных вод (30 %). Для хозяйственного использования, водоснабжения пригодно всего 0,3 % объема гидросферы, что составляет 4,2 млн. км³. Роль подземных вод возрастает в связи с усиливающимся загрязнением поверхностных вод.

Роль воды

Вода играет существенную роль как в биологических процессах, так и в климатических. Вода является универсальным растворителем химических веществ. Значительная роль воды на планете обусловлена ее физическими свойствами.

Вода обладает большой теплоемкостью 4,18 Дж/г·К (теплоемкость воздуха 1,009 Дж/г·К). В природных условиях вода медленно остывает и медленно нагревается, являясь регулятором температуры на Земле.

Плотность воды максимальна при 3,98°C и составляет 1,0 г/см³. Плотность воды уменьшается как при повышении, так и при понижении температуры. Эта аномалия обусловливает возможность жизни в водоемах, замерзающих в зимнее время. Так как лед легче воды (его плотность ниже), он располагается на поверхности и защищает лежащие ниже слои воды от промерзания. При дальнейшем понижении температуры увеличивается толщина слоя льда, но температура воды подо льдом остается на уровне ~4°C, что позволяет водным организмам сохранять жизнь.

Показатели качества воды

Состав природных вод оценивается физическими, химическими и санитарно-бактериологическими показателями.

Физические показатели:

? температура;

? цветность - показатель, обусловленный наличием в воде гуминовых кислот, присутствием соединений железа;

? запахи и привкусы - органолептические показатели качества воды. Запахи вызывают летучие пахнущие вещества. Мутность обусловлена присутствием нерастворенных и коллоидных веществ неорганического (глина, песок) и органического (ил, нефтепродукты, микроорганизмы) происхождения.

Химические показатели:

? ионный состав - общее солесодержание природных вод определяется в большинстве случаев катионами Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ и анионами SO₄^2-, HCO^3-, Cl-,

? содержание железа и марганца,

? щелочность,

? жесткость,

? рН среды; вода хозяйственно-питьевого назначения имеет рН = 6,5-8,5,

? содержание растворенных газов О₂, СО₂, Н₂S и др.

Санитарно-биологические показатели:

? коли-индекс - число бактерий Е.Coli в 1 л воды (?3);

? коли-титр - наименьший объем воды (в мл), содержащий 1 кишечную палочку;

? микробное число - общее число аэробных сапрофитов, служит для оценки загрязненности органическими веществами.

Основные источники загрязнения гидросферы

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Подсчитано, что ежегодно в мире сбрасывается более 420 км³ сточных вод.

Основными источниками загрязнения гидросферы являются:

? промышленные сточные воды;

? хозяйственно-бытовые сточные воды;

? дренажные воды с орошаемых земель;

? сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы;

? водный транспорт.

Все загрязнители сточных вод подразделяются на три группы:

1. биологические загрязнители: микроорганизмы - вирусы, бактерии; растения - водоросли; дрожжи, плесневые грибки;

2. химические загрязнители: наиболее распространенными загрязнителями являются нефть и нефтепродукты, СПАВ, пестициды, тяжелые металлы, диоксины, фенолы, аммонийный и нитритный азот и др.;

3. физические загрязнители: радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, шлам, песок, ил, тепло и др.

Виды загрязнения воды

Химическое загрязнение может быть органическим (фенолы, пестициды), неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (ртуть, мышьяк, кадмий, свинец), нетоксичным. Эвтрофикация - явление, связанное с поступлением в водоемы большого количества биогенных элементов (соединений азота и фосфора) в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства.

В России концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК во многих водных объектах (табл. 6). При осаждении на дно водоемов вредные вещества сорбируются частицами пород, окисляются - восстанавливаются, выпадают в осадок. Однако, как правило, полного самоочищения не происходит.

Таблица 6 Доля проб воды, загрязненных выше ПДК

Загрязнители	Доля проб, %
Нефтепродукты	40-45
Органические вещества	30-35
Фенолы	45-60
Аммонийный азот	25-40
Соединения меди	70-75
Соединения цинка	30-35

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и т.д.

Физическое загрязнение может быть радиоактивным, механическим, тепловым.

Очень опасно содержание в воде радиоактивных веществ даже в малых концентрациях. Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов и т.д. В подземные воды радиоактивные элементы попадают в результате их выпадения с осадками на поверхность земли и последующего просачивания вглубь земли, либо в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (шлам, песок, ил и др.), которые могут значительно ухудшать органолептические показатели.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры природных вод в результате их смешивания с технологическими водами. Температура сточных вод ТЭС, АЭС выше температуры окружающих водоемов на 10 єC. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, выделению ядовитых газов - Н₂S, СН₄. Происходит цветение воды, ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны.

Экозащитные мероприятия

Для защиты поверхностных вод от загрязнения предусматриваются следующие экозащитные мероприятия.

? Развитие безотходных и безводных технологий, внедрение систем оборотного водоснабжения - создание замкнутого цикла использования производственных и бытовых сточных вод, когда сточные воды все время находятся в обороте, и попадание их в поверхностные водоемы исключено.

? Очистка сточных вод.

? Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод - сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод является актуальной и экологически важной задачей.

Способы очистки сточных вод

? Механическая очистка

? Физико-химическая очистка

? Биологическая очистка

Механическая очистка

Используется для удаления из сточных вод взвешенных веществ (песок, глинистые частицы, волокна и т.д.). В основе механической очистки лежат четыре процесса:

? процеживание,

? отстаивание,

? обработка в поле действия центробежных сил,

? фильтрование.

Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. Применяют для удаления из сточных вод крупных и волокнистых включений (сточные воды целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности). Ширина зазоров составляет 10-20 мм.

Отстаивание основано на свободном оседании примесей с плотностью с > с воды или всплытии примесей с с < с воды. Процесс реализуется в песколовках, отстойниках, жироуловителях.

Песколовки используют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 250 мкм.

Рис. 19. Схема горизонтальной песколовки: 1 - входной патрубок, 2 - корпус, 3 - шламосборник, 4 - выходной патрубок

Отстойники используют для очистки сточных вод от более мелких взвешенных частиц или жировых веществ, нефтепродуктов.

Очистка сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Механизм действия аналогичен механизму действия газоочистных циклонов.

Фильтрование используют для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей с малой их концентрацией. В основном используется два типа фильтров: зернистые - в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, сульфоуголь и др.; тканевые - фильтровальные перегородки изготавливаются из хлопчатобумажных материалов, шерстяных, керамических.

Физико-химические методы очистки

Применяются для удаления из сточных вод растворимых примесей, а в ряде случаев - для удаления взвешенных веществ.

Флотация заключается в обволакивании частиц примесей (маслопродуктов, мелкодисперсных взвесей) мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены. В случае электрофлотации пузырьки газа образуются в результате электролиза воды при пропускании электрического тока (водород, кислород).

Коагуляция - это физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и дисперсных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В качестве коагулянтов применяют сульфат алюминия, хлорид железа. Если необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа получают электрохимическим путем (электролизом), то такой процесс называют электрокоагуляцией.

Реагентный метод заключается в том, что обработка сточных вод проводится химическими веществами - реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нерастворимые осадки. Например, для очистки фторсодержащих вод применяют гидроксид кальция, хлорид кальция. В результате химической реакции с токсичными соединениями фтора образуется плохо растворимый фторид кальция CaF₂, который может быть удален из воды отстаиванием.

Нейтрализация - разновидность реагентного метода, предназначена для снижения концентрации свободных Н⁺ или ОН--ионов до установленных значений, соответствующих рН = 6,5-8,5. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых щелочей NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, а щелочных - добавлением кислот (соляной, серной).

Экстракция основана на перераспределении примесей сточных вод в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей (сточной воды и органической жидкости). Используется для выделения фенолов, жирных кислот, цветных металлов - меди, никеля, цинка, кадмия и др.

Ионообменная очистка заключается в пропускании сточной воды через ионообменные смолы, которые содержат подвижные и способные к обмену ионы - катионы (чаще Н⁺) или анионы (чаще ОН-). При прохождении сточной воды через смолы подвижные ионы смолы заменяются на ионы токсичных примесей соответствующего знака.

В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы очистки сточных вод:

? озонирование,

? мембранные процессы очистки (ультрафильтрация, электродиализ),

? электроразрядные методы обработки воды,

? магнитная обработка и др.

Биологическая очистка

Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические и некоторые неорганические соединения (H₂S, NH₃, нитриты и др.) в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности. При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа. Биологическую очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) или в специальных искусственных сооружениях - аэротенках, биофильтрах.

Аэротенки - это открытые резервуары, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом.

Биофильтр - сооружение, заполненное загрузочным материалом (шлак, щебень, керамзит, гравий и т.п.), на поверхности которого развивается биологическая пленка из микроорганизмов.

4. Роль растений в круговороте веществ в природе

гидросфера вода птица природа

В состав молекул органических веществ входят атомы азота, серы, фосфора и других элементов: магния, железа, меди, кобальта и т.д. Они извлекаются растениями из почвенных растворов и вовлекаются в круговороты важнейших химических процессов.

Минеральные соли неминуемо должны были бы вымываться из поверхностных слоёв почвы, но растения постоянно забирают из неё часть минеральных веществ, которые затем частично попадают в организмы животных. После смерти растений и животных минеральные вещества возвращаются в почву, откуда они снова потребляются растениями. Таким образом, в результате этого малого, или биологического, круговорота веществ растения постоянно поддерживают присутствие минеральных солей в почве, что очень важно для её плодородия. Это свидетельствует об огромной роли растений в круговороте веществ и потоков энергии в природе. Растительность воздействует на климат, почву, животный мир и другие компоненты биосферы, с которыми они тесно взаимосвязаны. Растения оказывают смягчающее влияние на климат, в частности, в атмосферу они поставляют более 90 % воды, испаряемой сушей.

Размещено на Allbest.ru

...