Министерство Образования и науки РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Контрольная работа

по дисциплине

«Экология»

Вариант:(20×95)/div100=19

1. Логистический рост популяции. Привести примеры.

Численность популяции определяется в основном двумя противоположными явлениями - рождаемостью и смертностью.   Экспоненциальная кривая выражает так называемый биотический потенциал популяции Рис.1. Экспоненциальная (а) и логистическая (б) кривые роста популяции. Заштрихованная площадь - сопротивление среды.

рис. 1      

В природе в основном наблюдается иная картина. Прежде всего, коэффициент прироста не остается постоянным, так как рождаемость и смертность меняются в зависимости от условий среды и возраста организмов, а пища и территория редко предоставлены в достаточном объеме.   Чаще всего реальный рост численности популяции выражается S-образной зависимостью, которую называют логистической кривой роста (рис. 1). Уравнение логистической кривой отличается от уравнения биотического потенциала корректирующим фактором: (K-N)/K, где К - максимальное число особей, способных жить в рассматриваемой среде, т. е. асимптота кривой, N - численность популяции. Пространство, заключенное между биотическим потенциалом и логистической кривой роста, представляет собой сопротивление среды.

В связи с тем, что рост популяции по экспоненциальному закону продолжается очень короткое время и по мере увеличения численности скорость её роста снижается, описание этого процесса выражается уравнением логистического роста. В основе этого уравнения заложено предположение, что снижение скорости удельного роста r связано с численностью N следующим образом:

где d-обозначает удельную смертность,

t - определённый момент времени.

По мере возрастания численности популяции эта скорость при достижении предельной для данной среды численности K становится равной нулю: если N=K, то . Логистическое уравнение нагляднее всего записывается в дифференциальной форме:

где -константа экспоненциального роста, который мог бы наблюдаться приN=0, т.е. в начальный момент увеличения численности.

Такой рост популяции наблюдается очень часто, логистический рост описываемый уравнением, позволяет судить о закономерности этого процесса. Константы r и K из логистического уравнения дали названия двум типам естественного отбора.

Примерами логистического роста популяции могут служить - размножение и гибель водорослей (<цветение> водоемов). Зависимость численности популяции рыбы в этих водоёмах от содержания полезных веществ и других необходимых для жизни факторов накопленных ещё до начала развития популяции. Этим, в частности, можно объяснить, почему новые пруды и озера часто богаче рыбой, чем старые.

2. Основные факторы биологического загрязнения вод.

Случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в экосистемы и технологические устройства чуждых им растений, животных и микроорганизмов, как правило, имеет негативные последствия при массовом размножении пришлых видов. Особенно опасными источниками загрязнения могут быть предприятия промышленного биосинте­за, в сбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов.

Сброс в воды рек и морей органических веществ, способных к броже­нию, вызывает сильное бактериологическое заражение воды, что служит при­чиной распространения таких заболеваний, как гепатит, холера, гиф, дизенте­рия и другие кишечные инфекции.

Наибольший вклад в загрязнение вод органикой вносят сточные воды, сбросы предприятий пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности. Так, целлюлозно-бумажный комбинат средней мощности, сбрасывая воду, бо­гатую глюцидами, которые очень быстро сбраживаются, создает такой же уровень загрязнения, что и город с 500-тысячным населением.

Степень загрязнения воды органическими веществами оценивается коли­чеством молекулярного кислорода, необходимым для их окисления микроор­ганизмами в аэробных условиях, и носит название биохимической потребно­сти в кислороде (БПК). БПК выражается в мг О₂/л. Полным БПК считается количество кислорода, которое требуется бактериям и простейшим для окис­ления всей органики в 1 л воды до начала процесса нитрификации, т.е. до на­чала биохимического процесса превращения аммиака и аммонийных солей в соли азотной кислоты. показывает, какое предельное количество ки­слорода может быть удалено из воды за счет биологического окисления орга­нических отходов.

Безвредность воды относительно присутствия болезнетворных микроор­ганизмов характеризуется бактериологическими показателями качества воды. Одним из важнейших бактериологических показателей служит коли-индекс -содержание бактерий группы кишечной палочки Е. coli (ешерихия коли) в 1 л воды. Наименьший объем воды (в мл), приходящийся на одну кишечную па­лочку, называют коли-титром. Эти бактерии не патогенны, т.е., за редким ис­ключением, они не вызывают заболеваний. Обычно они населяют кишечник теплокровных животных, в том числе и человека, и потому называются ки­шечными палочками. Они являются индикаторными организмами, т.е. при­сутствие их в воде свидетельствует о загрязнении ее неочищенными бытовы­ми сточными водами Очевидно, что пить такую воду неразумно.

Согласно российскому ГОСТу хозяйственно-питьевая вода должна со­держать не более 100 микроорганизмов в 1 см³ воды, при этом число бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс) не должно быть более 3.

3. Выполните практические работы №1,2.

Практическая работа №1.

Расчёт уровня загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов.

Предприятие:

«Топаз»

1. Характеристики предприятия:

№ в-та	Условное название предприятия, загрязняющее вещество	Высота трубы, м	Диаметр устья трубы, м	Темпе- Ратура ГВС,	Выброс загрязня- ющего вещества, г/c
1	2	3	4	5	6
19	«ТОПАЗ» диоксид углерода окислы азота свинец фенол	27	1,2	97	3,1 2,2 1,4 2,5

2. Определение максимальной концентрации вредных веществ в атмосфере:

из описания работы следует, что А=200, F=1, Г=1.

; r<100;

; 0,5<q<2;

3. Определение расстояния от источников выбросов, на котором достигается максимальная концентрация загрязняющего вещества:

так как r<100, 0,5<q<2, то

4. Определение метеорологических условий при которых может быть достигнута максимальная концентрация загрязняющего вещества в воздухе: так как r<100, 0,5<q<2, то

5. Определение концентрации загрязняющего вещества в атмосфере на заданном расстоянии от источника выбросов:

Концентрацию каждого загрязняющего вещества на расстоянии 500 м от источника выбросов следует рассчитать с той же точностью , с какой приведено соответствующее значениев таблице 6.2.(В том случае, когда математические порядки значенийизначительно различаются, необходимо привести числовое значениес точностью до 1-й округлённой значащей цифры. В частности, в данном примере для диоксида углеродаравно 3,0 мг/м³, а рассчитанное с помощью калькулятора значениеравно 0,07858 мг/м³. Следовательно, в отчёте будет приведено значение

равное 0,079 мг/м³.)

Для каждого загрязняющего вещества следует рассчитать величину отношения его концентрации на расстоянии 500 м от источника выбросов к . Результат приведём с точностью до 1-го знака после запятой (или с точностью до первой значащей цифры после запятой в случае, если отношение меньше единицы):

диоксид углерода: 0,079/3,0=0,026

окислы азота: 0,056/0,04=1,4

свинец: 0,035/0,0003=116,7

фенол: 0,063/0,003=21

Отчёт по работе представляется в виде таблицы и выводов.

Таблица результатов, полученных при выполнении работы:

Вариант 19. Предприятие: «ТОПАЗ»
Загрязняющее вещество (,мг/м³)	М, г/с	, мг/м³	, мг/м³
диоксид углерода (3,0)	3,1	0,093	0,079	0,026
окислы азота (0,04)	2,2	0,066	0,056	1,4
cвинец (0,0003)	1,4	0,042	0,035	116,7
фенол (0,003)	2,5	0,075	0,063	21
H=27 м; D= 1,2 м; T= 97 ; =72,3 ; =7,913; r= 1,116; q=1,799; m= 0,886; n=1,020; 0,030*M; k= 11,491; ; ; a= 1,612; 0,845;

Выводы:

1. Анализ полученных результатов показал, что на расстоянии 500 м от источника выбросов уровень загрязнения приземного слоя атмосферы предприятием «Топаз» составляет: диоксид углерода - 0,026 , окислы азота - 1,4,cвинец - 116,7 , фенол-21.

2. Для улучшения экологической ситуации на прилегающей территории можно рекомендовать предприятию «ТОПАЗ» выполнение технических мероприятий по улучшению работы системы очистки газоаэрозольных выбросов, изменение технологических процессов с целью уменьшения выбросов окиси азота, cвинца и фенола.