🗊Презентация Вода как экологический фактор и среда обитания

Специфические особенности воды. Специфические особенности воды. Экологические особенности водных организмов. Организмы, живущие в толще воды и донные организмы. Пойкилоосмотические и гомойоосмотические организмы. Источники воды у наземных растений и животных. Степень доступности воды. Гидротермические коэффициенты: радиационный индекс сухости, коэффициент увлажнения. Климатодиаграммы. Основные источники почвенной влаги. Экологические группы организмов по отношению к воде. Правило Глогера.

Вода - важнейший экологический фактор Воде принадлежит важнейшая роль в истории развития Земли. Почти все процессы на Земле протекают при ее участии. Входит в состав организмов.

Древнейшие цивилизации Древний Египет – долина Нила Древняя Индия – Инд и Ганг Древний Китай – Хуанхэ и Янцзы

Одно из самых сложных веществ, как с физической, так и с химической точек зрения. Одно из самых сложных веществ, как с физической, так и с химической точек зрения. Вода относится к веществам, которые наиболее трудно получить в чистом виде. Чистая вода - смесь легкой воды (Н2О) и очень малых количеств тяжелой (D2O или 2H2O) и сверхтяжелой (тритиевой) воды (T2O или 3H2O).

Особенности воды

Особенности воды Вода обладает большой растворяющей способностью по сравнении с другими жидкостями. Удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг* К)) чрезвычайно велика по сравнению с удельной теплоемкостью других веществ. Удельная теплоемкость – это тепловая энергия, поглощаемая или отдаваемая при изменении температуры 1 кг вещества на 1 К. При нагревании от 0 до 4 С объем воды не увеличивается, а уменьшается и максимальная плотность достигается не в точке замерзания (0 С), а при 4 С. У воды самое большое поверхностное натяжение из всех жидкостей (75 * 103 Дж/м2).

Лед на суше

Лед на воде

Жидкая вода

Вода для наземных организмов

Основной источник влаги для растений - почвенная влага. Основной источник влаги для растений - почвенная влага. Почвенная вода: свободная, капиллярная, гигроскопическая. Основная разновидность свободной воды - гравитационная. Гравитационная вода под действием силы тяжести постоянно уходит в более глубокие слои. Растения легко усваивают гравитационную воду, пока она находится в зоне корневой системы. Запасы гравитационной воды пополняются осадками.

Капиллярная вода заполняет мельчайшие промежутки между частицами почвы – капилляры. Капиллярная влага хорошо усваивается растениями. Гигроскопическая влага – почвенная вода, которая прочно связана с почвенными частицами и перемещается только при нагревании преимущественно в виде паров. Физиологически совершенно недоступна растениям и образует мертвый запас воды в почве.

Для многих живых организмов источник воды - атмосферный воздух. Для многих живых организмов источник воды - атмосферный воздух. Влажность воздуха - одна из основных характеристик климата и погоды. В нижних слоях атмосферы до высот 1,5 – 2 км содержится 50% всей влаги. Влажность воздуха обуславливает активную жизнь организмов, влияет на продолжительность развития, плодовитость и смертность. Влажность среды - часто фактор, лимитирующий численность и распространение организмов по земному шару. Бук может расти на сравнительно сухой почве, но очень чувствителен к влажности воздуха.

Показатели влажности воздуха Абсолютная влажность воздуха –масса водяного пара в 1 м3 воздуха. Относительная влажность воздуха - отношение абсолютной влажности к максимальной в процентах. r=p/ps * 100 Дефицит влажности – разность между максимальной и абсолютной влажностью при данной температуре: d= ps – p. Один из важнейших экологических параметров, характеризует сразу две величины: температуру и влажность. Чем выше дефицит влажности, тем суше и теплее.

Гидротермические коэффициенты Степень увлажненности территории Индекс сухости =

Климатодиаграмма

Правило Глогера Во влажном климате животные имеют более темную окраску, чем в засушливом.

Экологические группы Гигрофильные (влаголюбивые), Ксерофильные (сухолюбивые), Мезофильные, предпочитающие умеренную влажность. Ксерофиты – суккуленты и склерофиты. Суккуленты – это растения, обитающие в засушливых районах и переносящие неблагоприятный период за счет накапливаемых запасов влаги в стеблях (кактусы) или в листьях (алоэ). Склерофиты – засухоустойчивые растения с жесткими листьями и стеблями. Они не накапливают в себе влагу, а наоборот интенсивно ее испаряют (полынь, верблюжья колючка и др.).

Адаптации Анатомо-морфологический характер (листья-колючки кактуса - для уменьшения испарения), Физиологический характер (различная длина корневой системы растений), Поведенческий характер (складывание листьев).

Вода как среда обитания

Плотность воды Плотность воды Значительна и превосходит в 800 раз воздушную среду. У водных растений очень слабо или вовсе не развивается механическая ткань, их стебли очень эластичны и легко изгибаются. У многих водных животных покровы обильно смазываются слизью, уменьшающей трение при передвижении, тело обтекаемой формы. Глубоководные организмы приспособлены к высокому давлению (рыбы из групп бесскелетных форм).

Прозрачность воды и световой режим Прозрачность воды и световой режим Проникновение света в воде затруднительно: часть падающей солнечной радиации отражается от поверхности воды, другая поглощается. Световой день в воде короче, чем на суше. Лучи разных участков солнечного спектра неодинаково поглощаются водой на разной глубине. С увеличением глубины ослабляются красные лучи, сине-зеленые лучи проникают на значительные глубины. Цветовая гамма: голубая – синяя – сине-фиолетовая - мрак. Увеличение глубины связано у одних видов с редукцией органов зрения, у других – с развитием гипертрофированных глаз, способных воспринимать очень слабый свет.

Температурный режим Температурный режим В воде более мягкий, чем на суше. Резкие колебания температуры сглаживаются высокой теплоемкостью воды. Водным организмам нет необходимости приспосабливаться к сильным морозам или жаре. Однако, даже незначительные отклонения в тепловом режиме воды могут привести к существенным изменениям в жизни животных и растений.

Соленость воды Соленость воды Различают морские и пресноводные организмы. Морские виды не могут жить в пресной воде, а пресноводные – в морях из-за нарушения работы клеток. Типично морские и типично пресноводные виды стеногалинные организмы, т.е. не переносят значительных изменений солености воды. Пресноводные растения и животные обитают в гипотонической среде (концентрация растворенных веществ ниже, чем в жидкостях тела и тканей). Из-за разницы в осмотическом давлении вне и внутри тела в организм постоянно проникает вода, и гидробионты пресных вод вынуждены интенсивно удалять ее. У них хорошо выражены процессы осморегуляции. Концентрация солей в жидкостях тела и тканей многих морских организмов изотонична концентрации растворенных солей в окружающей воде. Осморегуляторные функции у них не развиты в такой степени, как у пресноводных.

Газовый режим Газовый режим В воде кислорода в 21 раз меньше, чем в воздухе. Его растворимость невелика и сильно уменьшается при загрязнении или нагревании. Форель очень чувствительна к дефициту кислорода, обитает в быстро текущих холодных и хорошо перемешиваемых водах. Углекислый газ растворяется в воде примерно в 35 раз лучше кислорода. В воде его почти в 700 раз больше, чем в атмосфере.

Морские экологические зоны

Основные группы живых организмов в морских экосистемах

Пищевая цепь

ЭВТРОФИКАЦИЯ ВОДОЕМОВ Ускорение поступления в водоем, главным образом, азота и фосфора, которое приводит к увеличению первичной продукции, развитию водорослей и высших растений. Распространенное явление в пресноводных экосистемах. Естественный процесс, при котором олиготрофные озера постепенно превращаются в озера, обогащенные биогенами (эвтотрофные). Антропогенная эвтрофикация - глобальная проблема, характерная и для морских водоемов.

Азот в природных водах

Фосфор в природных вод

Антропогенное поступление биогенов: источники точечные источники (сбросы предприятий); диффузные источники (сток с городских территорий, с/х угодий, лесных площадей); осаждение из атмосферы; высвобождение из донных отложений.

Результат эвтрофикации Ухудшение качества воды; 2. Истощение кислорода в глубинных слоях; 3. Снижение освещенности.

Последствия эвтрофикации - экологические; - экономические; - социальные.

Последствия эвтрофикации: экологические Исчезновение отдельных видов живых организмов; Снижение видового разнообразия; Заморы рыбы; Токсичные вспышки цветения водорослей.

Последствия эвтрофикации: экономические и социальные: Нарушение водопользования; Исчезновение ресурсов; Увеличение затрат на охрану природы; Снижение рекреационной ценности водоемов; Ухудшение условий проживания населения.

Что делать? ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА – СОКРАТИТЬ ПОСТУПЛЕНИЕ БИОГЕНОВ В ВОДНУЮ СРЕДУ.

2 млрд. человек не имеет доступа к чистой воде, 5 млн. ежегодно умирает от болезней, связанных с водой. При анализе учитывается показатель: Отношение отбора воды к общему ее наличию в расчете на 1 год. Менее 10% - страны не испытывают проблем 10-20% - ограниченный доступ 20% - недостаток воды Более 40% - серьезная нехватка воды

Мировая структура водопользования

Отрицательные характеристики промышленных стоков: Уменьшение растворенного кислорода Привкус и запах воды Токсичные вещества Цветность и мутность Биогены (азоты, фосфор) Кислоты и щелочи Радиоактивные вещества Тепловое загрязнение

Как природа «справляется» со сточными водами? Процессы самоочищения: Биологические процессы (орг.в-ва — субстрат для микроорганизмов → включение в пищевую цепь) Химические реакции (Fe2+ → Fe3+) Физические процессы (адсорбция, фильтрация)

Система очистки сточных вод Предочистка — удаление мусора и песка; Физическая (механическая) — удаление взвешенных веществ; Биологическая — удаление органических веществ; Химическая очистка; Уменьшение объема осадков сточных вод и их удаление.

Многоразовые фильтр-элементы Изготавливаются из одного или нескольких слоев полотна полиэфирного фильтровального, а также в их комбинации с одним или несколькими слоями сорбента углеродного тканевого, который дополнительно обеспечивает частичную очистку воды от растворенных солей железа и хлорорганических соединений Выдерживают химическую и температурную стерилизацию, легко регенерируются и используются многократно

Индивидуальный комплект для получения питьевой воды из загрязненных источников

Quickly-dispersed activated carbon

Порядок работы с ИПК 1. Отбор загрязненной воды в подручную емкость (котелок, кружка, упаковочный конверт) 2. Растворение хлорных таблеток (1-2 таблетки на 0,5 л воды) 3. Диспергирование угольного коагулянта (1-2 таблетки на 0,5 л воды) 4. Фильтрование через портативный фильтр в чистую емкость (фляжка, кружка и т.п.)

МАВОУ на базе АРС-14