- •Предисловие
- •Часть 1. Введение в экологию
- •Глава 1. Экология: круг проблем, история, структура
- •1.1. История экологии
- •Тест для самоконтроля к разделу 1.1
- •1.2. Структура современной экологии
- •Тест для самоконтроля к разделу 1.2
- •1. Укажите правильный набор наук, которые входят в состав социальной экологии:
- •2. Какая экологическая наука выделена по методу исследования?
- •3. Укажите правильный набор наук, которые входят в состав прикладной экологии:
- •Контрольные вопросы к главе 1
- •Вопрос для обсуждения к главе 1
- •Глава 2. Состояние окружающей среды и развитие экологии в башкортостане
- •2.1. Состояние окружающей среды
- •Тест для самоконтроля к разделу 2.1
- •2.2. Состояние экологических исследований
- •Тест для самоконтроля к разделу 2.2
- •1. В какой области экологии работает в.Н. Майстренко?
- •2. В какой области экологии работает м.Г.Баянов?
- •3. В какой области экологии работают б.М.Миркин и ф.Х.Хазиев?
- •Контрольные вопросы к главе 2
- •Вопрос для обсуждения
- •Часть 2. Основы общей экологии
- •Глава 3. Экологические факторы
- •3.1. Классификация экологических факторов
- •Тест для самоконтроля к разделу 3.1
- •1. Свет является фактором:
- •2. Какие экологические факторы определяются удаленностью экосистемы от экватора и от океана?
- •3. Биотические экологические факторы определяются:
- •3.2. Характеристика важнейших абиотических факторов
- •Климатическая характеристика сельскохозяйственных зон рб
- •Тест для самоконтроля к разделу 3.2
- •1. При повышении высоты над уровнем моря в горах происходит:
- •2. Климат преобладающей части равнинной территории рб:
- •3. Холодный пояс в рб:
- •3.3. Основные среды жизни
- •Контрольные вопросы к главе 3
- •Вопрос для обсуждения
- •Глава 4. Экология видов
- •4.1. Законы аутэкологии
- •Тест для самоконтроля к разделу 4.1
- •1. Аутэкология – это наука, которая изучает:
- •2. Пределы толерантности распределения вида – это:
- •3. Фактором, который лимитирует урожай культурных растений в степной зоне, является:
- •4.2. Адаптации
- •Контрольные вопросы к разделу 4.2
- •4.3. Жизненные формы и экологические группы
- •1. Виды одной жизненной формы:
- •2. Кто первым предложил систему жизненных форма растений?
- •3. Виды одной экологической группы:
- •4.4. Стратегии поведения (выживания) организмов
- •Тест для самоконтроля к разделу 4.4
- •4.5. Биологическое разнообразие
- •Контрольные вопросы к разделу 4.5
- •4.6. Биологическая индикация
- •Тест для самоконтроля к разделу 4.6
- •1. Какие признаки живых организмов могут быть использованы при биологической индикации?
- •2. Бриометром называется:
- •4.7. Функциональные группы видов
- •Тест для самоконтроля к разделу 4.7
- •4.8. Популяция
- •Тест для самоконтроля к разделу 4.8
- •Контрольные вопросы к разделу 4.8
- •Глава 5. Взаимоотношения организмов
- •5.1. Горизонтальные взаимоотношения
- •Тест для самоконтроля к разделу 5.1
- •1. Горизонтальными называются отношения организмов:
- •2. Конкуренцией называются отношения, при которых организмы:
- •3. Как взаимопомощь между растениями можно рассматривать:
- •5.2. Вертикальные взаимоотношения
- •Тест для самоконтроля к разделу 5.2
- •5.3. Сигнальные взаимоотношения
- •Тест для самоконтроля к разделу 5.3
- •1. Яркая окраска венчика цветка является зрительным сигналом, который помогает растению:
- •2. Феромонами называются:
- •3. Фитонциды – это:
- •Контрольные вопросы к главе 5
- •Вопросы для обсуждения
- •Глава 6. Экосистема
- •6.1. Состав и классификация экосистем
- •Тест для самоконтроля к разделу 6.1
- •6.2. Почва
- •Тест для самоконтроля к разделу 6.2
- •1. Процесс выщелачивания характерен для:
- •2. Плодородие почвы определяется по:
- •6.3. Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме
- •Тест для самоконтроля к разделу 6.3
- •6.4. Биологическая продукция и биомасса
- •Тест для самоконтроля к разделу 6.4
- •1. Какая из перечисленных экосистем имеет самую высокую. Биологическую продукцию?
- •2. Отношение биологической продукции к биомассе в лесу составляет:
- •3. В какой экосистеме биологическая продукция может быть больше, чем биомасса?
- •6.5. Аккумуляция организмами загрязняющих веществ
- •Контрольные вопросы к разделу 6.5
- •6.6. Экологические сукцессии
- •Тест для самоконтроля к разделу 6.6
- •1. Какое изменение экосистемы относится к автогенным сукцессиям?
- •2. Какова причина массового развития цианобактерий в водоеме?
- •3. По какому признаку различаются автогенные и аллогенные сукцессии?
- •6.7. Экологическое равновесие
- •Тест для самоконтроля к разделу 6.7
- •1. Флюктуациями экосистемы называются:
- •2. При экологическом равновесии в экосистеме:
- •3. Конструирование экологического равновесия возможно:
- •Контрольные вопросы к главе 6
- •Вопрос для обсуждения
- •Глава 7. Биосфера
- •7.1. Общая характеристика биосферы
- •Тест для самоконтроля к разделу 7.1
- •7.2. Абиогенные составляющие биосферы
- •Тест для самоконтроля к разделу 7.2
- •1. В атмосфере Земли преобладает:
- •2. Какая часть площади урбанизированных территорий покрыта техногенными грунтами?
- •3. На долю пресной воды в гидросфере приходится:
- •7.3. Круговороты веществ в биосфере
- •Тест для самоконтроля к разделу 7.3
- •7.4. Влияние человека на биосферу
- •Тест для самоконтроля к разделу 7.4
- •1. Озоновый слой расположен на высоте:
- •2. Для сохранения озонового слоя необходимо:
- •3. Под влиянием кислотных дождей происходит:
- •7.5. Ноосфера
- •Контрольные вопросы к главе 7
- •Вопрос для обсуждения
- •Часть 3. Рациональное природопользование и охрана экосистем рб
- •Глава 8. Рациональное использование естественных экосистем
- •8.1. Лесные экосистемы
- •Тест для самоконтроля к разделу 8.1
- •1. К главному лесопользованию относится:
- •2. При использовании лесов первой группы допускается:
- •3. Рекреационным лесопользованием называется:
- •8.2. Естественные кормовые угодья
- •Тест для самоконтроля к разделу 8.2
- •1. Какая группа видов растений характерна для петрофитных степей?
- •2. Какая группа растений характерна для горных суходольных лугов рб?
- •3. Основным способом восстановления степной растительности в рб является:
- •8.3. Водные экосистемы
- •Тест для самоконтроля к разделу 8.3
- •1. Какая часть общего водозабора в рб расходуется на промышленные нужды?
- •2. Какие виды рыб составляют основу промысловых уловов в рб?
- •8.4. Болотные экосистемы
- •Тест для самоконтроля к разделу 8.4
- •1. Какие растения представлены на низинных болотах?
- •2. На верховых болотах растут:
- •3. Влияние болот на окружающую среду проявляется в том, что они:
- •8.5. Горные экосистемы
- •Тест для самоконтроля к разделу 8.5
- •1. Особенностями горных экосистем являются:
- •Контрольные вопросы к главе 8
- •Вопросы для обсуждения
- •Глава 9. Охрана естественных экосистем
- •9.1. Уровни охраны природы
- •Тест для самоконтроля к разделу 9.1
- •1. В Красную книгу включаются:
- •2. Доля опт от общей площади рб составляет:
- •9.2. Охраняемые природные территории рб
- •Тест для самоконтроля к разделу 9.2
- •Контрольные вопросы к главе 9
- •Вопрос для обсуждения
- •Глава 10. Сельскохозяйственные экосистемы
- •10.1. История сельского хозяйства рб
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.1
- •1. Выберите самое экологичное сельскохозяйственное животное:
- •2. Соотношение коров и лошадей в современном сельском хозяйстве рб составляет:
- •3. Средние удои (л/год) и привесы в рб в настоящее время составляют:
- •10.2. Агроэкология и ее задачи
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.2
- •1. Агроэкология – это наука
- •10.3. Агроэкосистема
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.3
- •1. Агроэкосистема – это:
- •2. В почве агроэкосистемы сосредоточены:
- •Контрольные вопросы
- •10.4. Совершенствование структуры землепользования и регулирование поголовья скота
- •Контрольные вопросы к разделу 10.4
- •10.5. Поддержание плодородия почв
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.5
- •10.6. Экология растениеводства
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.6
- •10.7. Защита растений
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.7
- •10.8. Экология животноводства
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.8
- •2. Самым адаптивным сельскохозяйственным животным для условий рб является:
- •3. Экономически оправдано вывозить навоз на поля, удаленные от фермы на расстояние не более:
- •10.9. Сельскохозяйственное загрязнение
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.9
- •1. Какой вид загрязнения относится к сельскохозяйственному?
- •10.10. Энергосбережение
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.10
- •1. В рб в последние годы затраты энергии в сельском хозяйстве снизились за счет:
- •10.11. Продовольственная безопасность рб: настоящее и будущее
- •Тест для самоконтроля к разделу 10.11
- •1. На 1 жителя рб приходится площадь пашни, равная:
- •2. На 1 жителя рб производится зерна (кг/год):
- •Контрольные вопросы к главе 10
- •Вопросы для обсуждения
- •Глава 11. Экология города
- •11.1. Урбанизация
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.1
- •1. К 2000 г. Городское население планеты составило:
- •2. В рб доля городского населения в 2000 г. Составила:
- •3. Основным положительным моментом урбанизации является:
- •11.2. Особенности городских экосистем
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.2
- •1. Личное потребление воды в сутки в городах составляет:
- •2. В рб на одного горожанина “работает” сельскохозяйственных угодий:
- •3. Экосистемы городов:
- •11.3. Загрязнение атмосферы и воды
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.3
- •1. Какой из перечисленных городов рб имеет самую загрязненную атмосферу?
- •2. В рб самое большое количество загрязняющих веществ сбрасывает в воду город:
- •3. По какому из перечисленных веществ отмечена очень высокая степень загрязнения атмосферы в Стерлитамаке в 2003 г.?
- •11.4. Экологические проблемы городского транспорта
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.4
- •1. Число автомобилей в мире составляет:
- •2. На 1 тысячу жителей рб в среднем приходится личных автомобилей:
- •3. Средний расход горючего на 100 км пути у легкового автомобиля составляет:
- •11.5. Физическое загрязнение городской среды
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.5
- •1. Ухудшение слуха наступает при шумовом загрязнении с уровнем выше (в дб):
- •2. Допустимая радиационная нагрузка за счет бытовой радиации составляет (мбэр/год):
- •11.6. Бытовые стоки и бытовые отходы
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.6
- •1. Среднее количество коммунальных стоков на одного человека в городах рб составляет (л):
- •11.7. Озеленение
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.7
- •1. По санитарным нормам на каждого горожанина в черте города должно приходиться леса (м2):
- •2. Экологически оправданные типы зеленых насаждений характеризуются:
- •11.8. Экология жилища
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.8
- •11.9. Мегаполисы мира и концепция экосити
- •Тест для самоконтроля к разделу 11.9
- •1. К мегаполисам относятся города с населением свыше (млн. Чел.):
- •2. Экосити – это:
- •Контрольные вопросы к главе 11
- •Вопросы для обсуждения
- •Глава 12. Экология промышленности
- •12.1. Экосистемный подход в промышленной экологии
- •12.2. Проблемы энергетики
- •Тест для самоконтроля к разделу 12.2
- •12.3. Классификация загрязняющих веществ и экологические нормативы
- •Тесты для самоконтроля к разделу 12.3
- •1. Какое вещество относится к первому классу загрязнения?
- •2. Какой экологический нормативный показатель используется для оценки загрязнения атмосферы автомобилем?
- •3. Какой экологический нормативный показатель используется для оценки сброса промышленным предприятием загрязняющих веществ в водоем?
- •12.4. Характеристика наиболее опасных загрязняющих веществ
- •Тест для самоконтроля к разделу 12.4
- •12.5. Загрязнение атмосферы
- •Тест для самоконтроля к разделу 12.5
- •1.Толщина загрязненного слоя атмосферы над г. Уфой составляет:
- •2. Главной причиной образования смога над городом является:
- •3. Главными виновниками загрязнения атмосферного воздуха в рб являются:
- •12.6. Загрязнение воды
- •Тест для самоконтроля к разделу 12.6
- •1. Главной отраслью хозяйства, повинной в загрязнении поверхностных вод в рб является:
- •2. Основные вещества, загрязняющие поверхностные воды в рб:
- •12.7. Загрязнение почв
- •Тест для самоконтроля к разделу 12.7
- •1. В направлении господствующих ветров загрязняющие вещества из труб промышленных предприятий могут рассеиваться на расстояние:
- •2. Загрязнение почв вдоль автомобильных трасс ограничивается полосами шириной:
- •12.8. Очистные сооружения
- •Тест для самоконтроля к разделу 12.8
- •1. При каком виде очистки используется электролиз?
- •2. Активный ил – это:
- •12.9. Проблема твердых отходов
- •Тест для самоконтроля к разделу 12.9
- •1. Наибольшее количество твердых отходов на территории рб накоплено:
- •2. Количество твердых промышленных отходов, которые накоплены в рб, составляет:
- •3. Рекультивацией называется:
- •Контрольные вопросы к главе 12
- •Вопросы для обсуждения
- •Часть 4. Социальная экология
- •Глава 13. Экологические мировоззрения в начале третьего тысячелетия
- •13.1. Сциентизм
- •13.2. Алармизм
- •13.3. Консервационизм
- •13.4. Экологический реализм
- •Контрольные вопросы к главе 13
- •Глава 14. Методы управления природопользованием
- •14.1. Экономические механизмы рационального природопользования
- •Тест для самоконтроля к разделу 14.1
- •1. На величину квоты на загрязнение, выделяемую промышленному предприятию, влияет:
- •2. Доля экологических инвестиций в бюджете развитых стран составляет:
- •14.2. Экологическая экспертиза и овос
- •Тест для самоконтроля к разделу 14.2
- •1. Государственная экологическая экспертиза проводится:
- •2. Возможно проведение экологического мониторинга за состоянием:
- •14.3. Экологическое право
- •Тест для самоконтроля к разделу 14.3
- •1. Какие из перечисленных правонарушений преследуются в уголовном порядке?
- •14.4. Экологическая безопасность рб
- •Контрольные вопросы к разделу 14.4
- •Вопросы для обсуждения
- •Глава 15. Нравственно-этические аспекты рационального природопользования
- •15.1. Экология и нравственность
- •15.2. Экологическое образование
- •15.3. Общественные экологические движения (“зеленые”)
- •15.4. Экология и религия
- •Контрольные вопросы к главе 15
- •Глава 16. Устойчивое развитие
- •16.1. Регулирование роста народонаселения
- •Тест для самоконтроля к разделу 16.1
- •1. Средний коэффициент рождаемости в мире равен:
- •2. Средняя продолжительность жизни в странах с коэффициентом рождаемости больше 6 составляет:
- •3. Детская смертность в странах с коэффициентом рождаемости больше 6 составляет (на 1000 новорожденных):
- •16.2. Продовольственная безопасность
- •Тесты для самоконтроля к разделу 16.2
- •1. Среднемировое производство зерна на душу населения, достаточное для обеспечения продовольственной безопасности, должно составлять не менее:
- •16.3. Решение энергетической проблемы
- •Тест для самоконтроля к разделу 16.3
- •16.4. Ресурсосбережение
- •Тест для самоконтроля к разделу 16.4
- •1. Ресурсосбережение в промышленности возможно за счет:
- •16.5. Контроль уровня загрязнения
- •16.6. Охрана биологического разнообразия
- •16.7. Преодоление потребительского подхода
- •16.8. Роль международного сотрудничества
- •16.9. “Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию”
- •Контрольные вопросы к главе 16
- •Вопросы для обсуждения
- •Заключение
- •Ответы на вопросы тестов
- •Краткий словарь основных терминов и понятий
- •Основная литература
Тест для самоконтроля к разделу 12.7
1. В направлении господствующих ветров загрязняющие вещества из труб промышленных предприятий могут рассеиваться на расстояние:
А) 10 км; Б) 20 км; В) 30 км; Г) 50 км.
2. Загрязнение почв вдоль автомобильных трасс ограничивается полосами шириной:
А) 50 м; Б) 50-200 м; В) 200-300 м; Г) 400 м.
12.8. Очистные сооружения
Сточные воды представляют собой сложную систему, содержащую твердую фазу в виде взвешенных и плавающих веществ, а также коллоидные и растворенные компоненты. Выбор технологической схемы очистки сточных вод, которая может включать механические, химические, физико-химические и биохимические методы, определяется требованиями к сбрасываемой воде, а также составом и концентрацией загрязняющих веществ.
Механические методы. Они являются наиболее распространенными для очистки городских и производственных сточных вод и включают: процеживание, отстаивание и фильтрование.
При процеживании отделяются наиболее крупные фрагменты (бумага, тряпье, древесина и др.) с помощью решеток различной конструкции. Для выделения более мелких минеральных примесей (например, песка) применяют так называемые песколовки, что очень важно для предотвращения абразивного износа оборудования. Их конструкций разработано еще больше. В отстойниках обычно отделяются взвешенные и плавающие вещества, а также активный ил после биохимической очистки, не осевшие в отстойниках. Песчаные и песчано-гравийные фильтры, задерживают более легкие взвешенные частицы, В некоторых случаях применяют и центрифугирование. Механически отделяют нефтепродукты, которые всплывают на поверхность в отстойниках.
Химические методы. На стоки воздействуют химическими веществами, переводя растворимые соединения в нерастворимые. Так, от кислот стоки очищают добавлением щелочи, а от щелочей, наоборот, добавлением кислот.
Для удаления ионов металлов используется осаждение и ионный обмен. Например, для осаждения ионов ртути (Hg2+) добавляют избыток ионов хлора (Cl–), а для ионов кадмия (Cd2+), свинца (Pb2+), цинка (Zn2+) – добавляют ионы серы (S2–).
Методом нейтрализации приводят рН кислых или щелочных сточных вод к значениям, характерным для нормальной воды (рН = 6,8-7,5). Это достигается: взаимным смешением кислых и щелочных сточных вод; добавлением специального реагента (используют растворы кислот, негашеную известь, каустик, раствор аммиака); фильтрованием через нейтрализующие материалы (доломит, известняк, обожженный магнезит); обработкой дымовыми газами, содержащими СО2, SО2, NОХ, таким образом одновременно производится и очистка отходящих промышленных газов.
Установки для очистки газообразных выбросов очень дороги. Для того чтобы уменьшить выбросы оксидов серы и азота, сероводорода, применяют “щелочной дождь”, через который пропускают насыщенные газами выбросы, в результате получают соль и воду.
Физико-химические методы. Как правило, в большинстве своем они основаны на использовании адсорбционных свойств веществ с развитой поверхностью, например, активированных углей. Уголь предварительно прокаливают до 950о С. На нем хорошо адсорбируются органические соединения, в частности, ароматические, алифатические с разветвленной цепью и функциональные производные с амино-, окси-, карбокси-, сульфо- и нитрогруппами. В качестве фильтров-поглотителей используют также алюмогель, силикагель и др.
Для некоторых токсичных ионов металлов-загрязнителей воды известны эффективные экстрагенты. Ионы меди хорошо извлекаются из растворов четвертичными аминами R4N+X–, а кадмий – бис (2-этилгексиловым) эфиром ортофосфорной кислоты.
В некоторых случаях используют коагуляцию, т.е. процесс удаления мелких частиц путем осаждения их с крупными, которые затем осаждают.
Используются и электрохимические методы. Cложные соединения электролизом превращают в более простые и извлекают металлы, кислоты и другие неорганические соединения. Для выделения наиболее опасных или ценных веществ, которые можно подвергнуть дальнейшей переработке, применяют ионообменные смолы.
К сточной воде добавляют морскую (или стандарт) и пропускают электрический ток. В анодном пространстве образует хлор, который уничтожает микробы, а один из продуктов электролиза морской воды – Мg(ОН)2 – реагирует с фосфатами стоков и коагулирует нитраты.
Применяют также огневые методы очистки: распыленные стоки впрыскивают в пламя мощных горелок. Этот способ дорог, но позволяет “расколоть” даже очень стабильные ядовитые соединения, не поддающиеся прочим химическим и биологическим способам очистки. Например, огневым методом разлагают диоксины, пестициды и несортированные бытовые отходы. К этой же категории относятся высокотемпературное сжигание в шлаковом расплаве (печь Ванюкова) и в плазме.
Биологические (биохимические) методы. В специально созданных экосистемах загрязняющие вещества разрушаются или концентрируются микроорганизмами и мелкими животными. Организмы могут накапливать и осаждать тяжелые металлы (особенно успешно это делают диатомовые водоросли).
Методы биологической очистки исключительно важны, так как значительная часть загрязнения, которую не удается ни отфильтровать, ни извлечь электролизом – это растворенные в воде органические вещества.
Биологическую очистку осуществляют в специальных емкостях – открытых бассейнах аэротенках и закрытых – метантенках.
Бактерии-аммонификаторы в аэротенках разлагают белки до аммония, а бактерии-нитрификаторы окисляют аммоний до нитратов и нитритов. Для уменьшения площади очистных сооружений применяют активный ил (слой почвы на дне очистного водоема, насыщенный микроорганизмами: бактериями, водорослями, грибами, простейшими, через который постоянно продувают воздух, что ускоряет процессы биологической очистки). В современных установках применяют полимерные носители, плавающие на поверхности воды, на которых иммобилизованы микроорганизмы.
Метантенки – это большие емкости из бетона или металла, очистка в них идет в анаэробной среде. В метантенках метанообразующие бактерии сбраживают органические вещества. В результате, кроме очищенной воды, получается биогаз, который можно использовать для отопления. Метантенки могут применяться для обеззараживания навоза на животноводческих фермах.
Хорошо очищают воду от загрязнения заросли высокорослых водных растений – камыша, тростника, рогозы и т.п.
Но существующие в природе бактерии не могут разлагать некоторые загрязняющие вещества, в том числе пестициды, и потому селекционеры-микробиологи выводят специальные штаммы бактерий. Они разрушают многие органические соединения, включая ароматические углеводороды. Ученые вывели штамм гриба, который может разлагать полимерные материалы, в частности, полиэтилен. Получены микроорганизмы, способные очистить поверхность воды от нефтяного загрязнения и даже разрушить попавший в почву гербицид 2,4-Д.
На очистных сооружениях может проводится стерилизация (обеззараживание) очищаемых вод, которая осуществляется путем хлорирования, УФ-облучения, озонирования. Озонирование экологически более безопасно, чем хлорирование, т.к. в последнем случае в загрязненной воде могут образовываться хлорорганические соединения, которые токсичны для позвоночных.
Доочистку стоков можно проводить на полях орошения, где ими поливают и удобряют почву. Состав стоков контролируют, не допуская образования высоких концентраций тяжелых металлов и болезнетворных бактерий. На таких полях можно выращивать многолетние травы для откорма скота, однако они не приемлемы для выращивания овощей, используемых в пищу в сыром виде: капусты на салат, петрушки или корнеплодов (морковь, свекла) и клубнеплодов (картофель).
Важно отметить, что в настоящее время технологическую и экономическую сложность представляет не столько очистка сточных вод, сколько проблема обработки и утилизации выделенной после очистки твердой фазы, в том числе илового шлама.