Параметры устойчивости экосистем
В заключение можно сказать, что защитный потенциал природных экосистем, и следовательно, их устойчивость не безграничны. Понимание механизмов самоочищения природной среды и их направленное регулирование лежат в основе методологии экологического нормирования и современных технологий защиты окружающей среды. Где Q — объемный расход загрязненной воды (ЗВ), воздуха, м3/с; Сн и Ск — концентрации… Читать ещё >
Параметры устойчивости экосистем (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Определение устойчивости любой экосистемы — сложный и многостадийный процесс. Как уже говорилось выше, потенциал устойчивости складывается из нескольких потенциалов, причем их можно определять на основе некой упрощенной модели. Чем больше факторов будет учтено в модели, тем точнее получится прогноз. В любой экосистеме действует закон внутреннего динамического равновесия, учитывающий комплексное взаимодействие всех параметров и характеристик экосистемы. Согласно этому закону любое изменение характеристик среды — количественного или качественного состава вещества, количества энергии или динамических характеристик — приводит к развитию природных ценных реакций, ведущих к нейтрализации изменений или к необратимому образованию новых природных систем. Внутри экосистемы действует принцип Ле Шателье — Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, само равновесие смещается в сторону ослабления этого воздействия[1]. Для экспресс-оценки устойчивости экосистемы применяется упрощенный подход, учитывающий конечный результат самоочищения.
Так, для оценки интенсивности процессов самоочищения можно использовать следующие параметры.
1. Степень самоочищения Srn — характеризует интенсивность уменьшения (или увеличения) массы загрязнителя в природной среде:
где Q — объемный расход загрязненной воды (ЗВ), воздуха, м3/с; Сн и Ск — концентрации вещества в начальной и конечной точках наблюдения (например, в точке сброса ЗВ и в удаленной точке с фоновой концентрацией), моль/м3.
Положительные значения показателя Sm говорят о том, что происходит процесс самоочищения, отрицательные — о том, что происходит загрязнение экосистемы.
2. Скорость самоочищения Sr — определяет скорость изменения концентрации загрязняющего вещества:
Показатель Sr характеризует динамику процессов, протекающих в экосистеме, поэтому позволяет рассчитать, как быстро восстановится экосистема.
3. Ассимиляционная емкость экосистемы (термин предложен акад. Ю. А. Израэлем) — максимальная динамическая вместимость (масса) загрязняющего вещества, которое за единицу времени может быть накоплено, разрушено, трансформировано или выведено за пределы экосистемы в результате комплекса процессов самоочищения без нарушения ее функционирования. Среди большого разнообразия процессов самоочищения (см. подпараграфы 2.4.1 и 2.4.2) необходимо выделить доминирующие для данной экосистемы процессы. Например, согласно С. А. Мошарову[2] для морской воды конечная концентрация загрязняющего вещества зависит от многих параметров, т. е. является сложной функцией:
где qR — количество вещества, выделяемого точечным источником загрязнения /?; vR —скорость упорядоченного переноса; соя — коэффициент турбулентной диффузии; и — коэффициенты скоростей физической и химической (биохимической) трансформации /-го вещества ву-е; х, — коэффициент, характеризующий скорость аккумуляции загрязнения биогенными взвешенными веществами; X, — — коэффициент, характеризующий скорость микробного разложения /-го вещества; t0 — время осреднения (для определения концентрации вещества и его нормирования).
Однако из-за преобладающего и интегрирующего характера процессов микробиологического окисления над процессами биологической трансформации и непосредственно химическими превращениями органических веществ можно упростить эту зависимость и считать, что ассимиляционная емкость, А практически определяется тремя основными процессами: гидродинамическим [А (о, со)], микробиологическим окислением органических экотоксикантов [А (Х)] и биоседиментацией [А (х, о)], т. е.
Ассимиляционная емкость также является интегральным (результирующим) показателем и имеет размерность потока загрязняющих веществ (т.е. массы, отнесенной к единице времени).
В заключение можно сказать, что защитный потенциал природных экосистем, и следовательно, их устойчивость не безграничны. Понимание механизмов самоочищения природной среды и их направленное регулирование лежат в основе методологии экологического нормирования и современных технологий защиты окружающей среды.
Современные ремедиационные технологии позволяют использовать самоочищающий потенциал как в естественных условиях (пассивная ремедиация), так и с его искусственной активизацией.