Реферати українською » Экология » Питання екології стосовно до лісового господарства


Реферат Питання екології стосовно до лісового господарства

Страница 1 из 6 | Следующая страница

ЕКОЛОГІЯ

 

Контрольна робота № 1

Питання № 8.

Вода, як середовище проживання тварин організмів: щільність, тиск, кисень, освітленість, сольовий режим, течії, температура. Відмінності від повітряної середовища.Приспособления рослин та тварин.

Завдяки широкоїраспространенности води та її роль життя чоловік здавна вважалася першоджерелом життя. Уявлення філософів античності про воду як і справу початку всіх речей позначилася на вченні Аристотеля (4 в. до зв. е.) про чотирьох стихіях (вогні, повітрі, землі та воді), причому вода вважалася носієм холоду та вологості. Аж по кінця 18 століття науці існувало уявлення води, як про індивідуальному хімічному елементі. У 1781—82 роках англійський учений Р.Кавендиш вперше синтезував воду, підриваючи електричної іскрою суміш водню і кисню, а 1783 року французький учений А. Лавуазьє повторивши ці досліди, вперше зробив правильний висновок, що вода є з'єднання водню і кисню. У 1785 року Лавуазьє що з французьким ученим Ж.Менье визначив кількісний склад води. У 1800 року англійські вчені У. Ніколсон й О.Карлейль розклали воду на елементи електричним струмом. Отже, аналіз стану і синтез води показали складність її складу і дозволив встановити неї формулу H2>O. Вивчення фізичних властивостей води почалося ще до встановлення її складу у зв'язку коїться з іншими науково-технічними проблемами. У 1612 року італійський учений Р. Галілей звернув увагу до меншу щільність льоду порівняно з рідкої водою як у причину плавучості льоду. У 1665 року голландський учений Х. Гюйгенс запропонував прийняти температуру кипіння і температуру плавлення води за опорні точки шкали термометра. У 1772 року французький фізикДелюк знайшов, що максимум щільності води лежить при4°С; під час встановлення наприкінці 18 століття метричної системи заходів і терезів це спостереження було використане визначення одиниці маси – кілограма. У зв'язку з винаходом паровий машини французькі вчені Д. Араго і П.Дюлонг (1830 р.) вивчили залежність тиску насиченого пара води від температури. У 1891—97 роках Д. І. Менделєєв дав формули залежності щільності води від температури. У 1910 року американський учений П.Бриджмен і "німецький учений Р.Тамман виявили в льоду за високого тиску кілька поліморфних модифікацій. 1932-го року американські вчені Еге.Уошберн і Р. Юрі відкрилитяжелую воду. Розвиток фізичних методів дослідження дозволило істотно просунутися до вивчення структури молекул води, і навіть будівлі кристалів льоду. Останніми десятиліттями особливу увагу вчених приваблює структура рідкої води та водних розчинів.

Фізичні властивості й будову води. Найважливіші фізичні константи води наведені у таблиці 1.Тройная точка для води, де є в рівновазі рідка вода, лід і пар, лежить за нормальної температури +>0,01°С і тиску 6,03·10-3атм.

Багато фізичні властивості води виявляють суттєві аномалії. Як відомо, властивості однотипних хімічних сполук у елементів, що у одному й тому ж групі періодичної системи Менделєєва, змінюються закономірно. Серед водневих сполук елементів VI групи (H2Te, H2>Se, H2P.S, H2>O) температури плавлення і кипіння закономірно зменшуються тільки в перших трьох; для води ці температури аномально високі. Щільність води в інтервалі100—4°С нормально зростає, як і в величезного більшості інших рідин. Проте, досягнувши максимального значення 1,0000г/см3 при +>3,98°С, при подальшому охолодженні зменшується, а при замерзанні стрибкоподібно падає, тоді як майже в усіх інших речовин кристалізація супроводжується збільшенням щільності. Вода здатна до чогось великогопереохлаждению, т. е. може бути в рідкому стані нижче від температури плавлення (навіть за —30 °С).Удельнаятеплоемкость, питома теплота плавлення і кипіння води аномально високі проти іншими речовинами, причому питоматеплоемкость води мінімальна 40 °С.Вязкость води зі зростанням тиску зменшується, а чи не підвищується, як було очікувати за аналогією коїться з іншими рідинами.Сжимаемость води вкрай невелика, причому зі зростанням температури зменшується.

Таблиця 1. Фізичні властивості води

Властивість Значення Повітря для порівн.

Щільність,г/см3

лід 0,9168 (0°С)
рідина

0,99987 (0°С)

1,0000 (>3,98°С)

0,99823 (20° С) 0,001248 (20° С)

Пара насичений

0,5977кг/м3 (>100°С)

Температура плавлення 0°С
Температура кипіння >100°С
Критична температура >374,15°С —>140,7°С
Критичний тиск 

218,53кгс/см2 3,7Мн/м2 (37,2am)

Критична щільність

0,325г/см3

Теплота плавлення 79,7кал/г
Теплота випаровування 539кал/г (>100°С)

>Удельная теплопровідність,

 >кал/(см·сек·град)

лід

5,6·10-3 (0°С)

рідина 

1,43·10-3 (0°С)

1,54·10-3 (>45°С)

Пара насичений

5,51·10-5 (>100°С)

>Уд. електропровідність, ом--1·див-1

лід

0,4·10-8 (0°С)

рідина

1,47·10-8 (0°С)

4,41·10-8 (>18°С)

18,9·10-8 (50 °С)

>Удельнаятеплоемкость

>Кал/(г·град)

рідина

1,00 (15 °С) 10,045·103дж/(кг·К)

Пара насичений 0,487 (>100°С)
>Диелектрическая проникність
лід 74,6 (°З)
рідина 81,0 (20° С) 1,000059 (0°С).
Пара насичений 1,007 (>145°С)
>Вязкость,спз
Рідина

1,7921 (0°С) 0,000171 (0°С)

0,284 (>100°С)

>Поверхностное натяг

рідкої води за українсько-словацьким кордоном з повітрям,дин/см 

74,64 (0°С)

62,61 (80°С)

Показник заломлення (D — лінія
 натрію)

1,33299 (20° С) 1,00029

Примітка: 1кал/(см·сек·град) = 418,68вт/(м·К); 1 ом-–1·див-–1 = 100сим/м;

1кал/(г·град) =.4,186кдж (>кг·К); 1спз = 10—3>н·сек/м2; 1дин/см = 10–3>н/м.

Аномалії фізичних властивостей води пов'язані з структурою її молекули і особливостямимежмолекулярних взаємодій в рідкої води та льоду. Три ядра в молекулі У. утворюють рівнобедрений трикутник з протонами під аркушами і киснем в вершині (>Рис. 1, а). Розподіл електронної щільності в молекулі У. таке (>Рис 1, б, в), що створюються 4 полюси зарядів: 2 позитивних, що з атомами водню, і 2 негативних, що з електронними хмараминеобобществленних пар електронів атома кисню. Зазначені 4 полюси зарядів вміщено у вершинах тетраедра (>Рис 1, р). Завдяки цій полярності вода має високийдипольниймомент(1,86 D), а чотири полюси зарядів дозволяють кожної молекулі води утворити чотири водневі зв'язки Польщі з сусідніми (так само) молекулами (наприклад, в кристалахльда).м

 

>Рис. 1. Структура молекули води: а — геометрія молекули H2>O (в пароподібному стані); б — електронні орбіти в молекулі H2>O; в — електронна формула молекули H2>O (виднонеобобществленние електронні пари); р — чотири полюси зарядів в молекулі H2>O перебувають у вершинах тетраедра.

Вода входить до складу всіх живих організмів, причому у цілому у них лише вдвічі нижча води, ніж переважають у всіх річках Землі. Живим організмах кількість води, крім насіння ріпаку та суперечка, коливається між 60 і 99,7% щодо маси. За словами французького біолога Еге.Дюбуа-Реймона, живий організм єl'eauanime (>одушевленная вода). Усі води Землі постійно взаємодіють між собою, ні з атмосферою, літосферою і біосферою.

Вода у природних умовах завжди міститьрастворенние солі, гази і органічні речовини. Їх кількісний склад змінюється залежно з походження води та оточуючих умов. При концентрації солей до 1г/кг воду вважають прісної, до 25г/кг — солонуватій, понад — солоної.

Найменшминерализованними водами є атмосферні опади (у середньому близько 10—20 мг/кг), потім прісніозера і річки (50—1000 мг/кг).Соленость океану коливається близько 35г/кг; моря мають меншуминерализацию (Чорне 17—22г/кг; Балтійське 8—16г/кг; Каспійське 11—13г/кг). Мінералізація підземних вод поблизу поверхні за умов надлишкового зволоження становить до 1г/кг, в посушливих умовах до 100г/кг, в глибинних артезіанських вода мінералізація коливається в межах. Максимальні концентрації солей спостерігаються в солянихозерах (до 300г/кг) і глибокозалягаючих підземних водах. (до 600г/кг).

У прісних водах зазвичай переважають іониHCO3-,Са2+ іMg2+. У міру збільшення загальної мінералізації зростає концентрація іонівSO42-,Cl-,Na+ і Ко+. Увисо-коминерализованних водах переважають іониCl- іNa+, рідшеMg2+ і дуже рідкоCa2+. Інші елементи зберігають у дуже малих кількостях, майже всі природні елементи періодичної системи знайдено у природних водах.

Зрастворенних газів у природних водах присутні азот, кисень, двоокис вуглецю, шляхетні гази, рідко сірководень і вуглеводні. Концентрація органічних речовин невелика — у середньому річках близько 20 мг/л, в підземних водах ще менше, в океані близько чотирьох мг/л. Виняток становлять води болотні і нафтових родовищ та води,загрязненние промисловими і побутовими стоками, де кількість їх буває вище. Якісний склад органічних речовин надзвичайно різноманітний і включає різні продукти життєдіяльності організмів, які населяють воду, і з'єднання, які утворюються під час розпаду їх залишків.

>Первоисточниками солей природних вод є речовини, які утворюються при хімічномувиветривании вивержених порід (>Ca2+,Mg2+,Na+, До+ та інших.), і ті речовини, що виділялися протягом усього історії Землі з її надр (>CO2,SO2,HCI,NH3 та інших.). Від розмаїття складу цих речовин і умов, у яких відбувалося їхню взаємодію із жовтою водою, залежить склад води. Величезна значення для складу води має і вплив живих організмів.

У зв'язку з існуванням двох стабільних ізотопів у водню (1H і 2H, зазвичайобозначаемие М і D) і трьох у кисню (16>O,17>O і 18>O) відомо 9 ізотопних різновидів води, що у природної воді у середньому наступних співвідношеннях (вмолярних %): 99,73 H216>O; 0,04 H217>O; 0,20 H218>O, 0,03HD’16>O, і навіть 10-5—10-15%(сумарно)HD17>O,HD18>O, D216>O, D217>O, D218>O. Особливо цікава важка вода D2>O, яка містить дейтерій. У водах Землі перебуваєвсего13—20 кг «>сверхтяжелой» води. що містить радіоактивний ізотоп водню — тритій (3H, чи Т).

Вода в організмі — основна середовище (>внутриклеточная івнеклеточная), у якій протікає обмін речовин в усіх рослин, тварин і звинувачують мікроорганізмів, і навіть субстрат низки хімічних ферментативних реакцій. У процесі фотосинтезу вода разом із вуглекислим газом втягується в освіту органічних речовин отже, служить матеріалом до створення живої матерії Землі.

Таблиця 2. Зміст води у різних організмах, їх органах і тканинах

Організми, органи, тканини Зміст води, %
Рослини (наземні)
верхівка зростаючого втечі 91—93
листя . . . . . . . . . . . . . . . . . 75—86
Семена злаків . . . . . . . . . . . 12—14
>Водоросли . . . . . . . . . . . . . . . 90—98
>Мхи, лишайники . . . . . . . . . . 5—7
Медузи . . . . . . . . . . . . . . . . . 95–98
>Дождевие хробаки . . . . . . . . . . 84
Комахи
дорослі . . . . . . . . . . . . . . . 45—65
личинки . . . . . . . . . . . . . . . . 58—90
Риби . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

>Млекопитающие (в т. год.

 людина)

63—68
скелет 20—40
м'язи 75
печінку 75
Мозок людини
сіра речовина 84
білу речовину 72

Вода забезпечує тургор тканин, перенесення поживних речовин і продуктів обміну (кров, лімфа, підірвати), фізичнутерморегуляцию й інших процесів життєдіяльності. Життя, мабуть, виникла водної середовищі. У результаті еволюції різні водні тварини водні рослини вийшли на суходіл і пристосувалися до наземного способу життя; тим щонайменше і їх вода — найважливіший компонент довкілля. Життя без води неможлива. Коли води життєдіяльність організмів порушується. Лише спочиваючі форми життя — суперечки, насіння — добре переносять тривале зневоднення. Рослини за відсутності води в'януть і може загинути, але чутливість різних рослин до дефіциту води неоднакова. Тварини, якщо позбавити води, швидко гинуть: угодована собака може жити без їжі до 100 днів, а без води — менш 10. Зміст води в організмах велике (див. таблицю 2).

У рідинах організму — міжклітинних просторах,лимфе, крові, травних соках, соку рослин i ін. — міститься вільна вода. У тканинах тварин і звинувачують рослин вода перебуває у пов'язаному стані — вона випливає при розсіченні органу. Вода здатна набухання колоїдів, зв'язуватися з білком та інші органічними сполуками, ні з іонами, входять до складу клітин та тканин (>гидратационная вода). Молекули води, що містяться всередині клітин, але з що входять до складгидратационних оболонок іонів і молекул, представляютьиммобильную воду, легшегидратационнойвовлекаемую у єдиний круговорот води в організмі.

Вода фізіологічно необхідна будь-який протоплазмі і з екологічної погляду єлимитирующим чинником, як і наземних, і у воднихместообитаниях, якщо там її кількість підтвердили різких змін (припливи, відпливи) чи відбувається її втрата організмом дуже солоною водіосмотическим шляхом.

Уназемно-воздушной середовищі цейабиотический чинник характеризується величиною кількості опадів, вологості,иссушающими властивостями повітря підвладне й площею водного запасу.

Кількість атмосферних опадів зумовленофизико-географическими умовами і нерівномірно розподілено на земній кулі. Для організмів найважливішимлимитирующим чинником є розподіл опадів відповідно до сезонів року. У поміркованих широтах навіть за достатню кількість річних опадів їх нерівномірний розподіл можуть призвести загибель рослин від посухи (лісових пожеж) чи, навпаки, відпереувлажнения. У тропічної зоні організмам доводиться потерпати вологі і сухі сезони, регулюючі їх сезонну активність при постійної майже цілий рік температурі.

>Адаптированние до місцевих умов пустелі рослини містять інгібітор проростання, який вимивається лише за певному кількості опадів, достатньому для вегетації (наприклад, 10 мм) і лише тоді проростає. Починається короткочасне «цвітіння пустелі» (зазвичай навесні).

>Иссушающее дію повітря найважливішу екологічне значення має тут для рослин. Переважна більшість рослин усмоктує воду кореневої системою з грунту.Иссушение грунту утрудняє всмоктування. Адаптація рослин до цих умов – збільшення усмоктувальної сили та активної поверхні коренів. Величина цієї сили в коренів помірної зони від 2 до запланованих 4 106Па, а й у рослин сухих областей – до 6

Страница 1 из 6 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація