ЗАДАЧИ ПО МЭИ Условия задач по курсу «Методы экологических исследований»

Определить градиент барьера миграции G соединений кадмия в таежной агроэкосистеме (в частности, в почве), если известно, что масштаб миграции m1 ионов кадмия «на входе» гор.

Решение задачи № 1.

Задача № 2

Определить коэффициент мобилизации kмоб ионов свинца из доломитизированного известняка, внесенного в гор. А1 дерново-подзолистой почвы южно-таежной экосистемы, если известно, что в твердой фазе мелиоранта содержится 0,004% PbO и PbСО3, а ВОВ с концентрацией углерода 107 мг/л и рН = 3,85 мобилизуют за 1 месяц 0,02 мг ионов Pb2+ в растворимое состояние.

Решение задачи № 2.

Задача № 3

Рассчитать массу ионов свинца, мобилизуемую в раствор из доломитизированного известняка, если известно, что kмоб равен 0,032 за 1 год, а в мелиоранте содержится 37,5 мг/кг PbCO3.

Решение задачи № 3

Задача № 4

Исходя из величин Кларка и масштаба миграции, определить, какой химический элемент мигрирует интенсивнее в таёжном ландшафте: железо или кремний? В частности, в профиле подзолистой почвы. Известно, что масштаб миграции Fe3+ m1 = 326 мг/м2, а кремния m2 ? 3108 мг/м2; Кларки железа и кремния в почве соответственно составляют 2,7% и 54%. Сухой остаток в природной воде ? 0,22 г/л.

Решение задачи № 4

Задача № 5

В уравнении эмпирического материального баланса гумуса (Оп·kг = В·kмин), допустим, величина Оп (масса ежегодного опада растений) в агроэкосистеме существенно (в десятки раз) уменьшилась вследствие сжигания стерни и отчуждения послеуборочных остатков. Прокомментируйте, как будут изменяться величины В (запасы гумуса) и коэффициент гумификации kг, если kг намного меньше kмин?

Решение задачи № 5

Задача № 6

Прокомментируйте эмпирическое уравнение материального баланса гумуса: Оп·kг = В·kмин при техногенном разрушении гор.

Решение задачи № 6

Задача № 7

1. Рассчитать коэффициент накопления kн ионов кальция озимой пшеницей в вегетативном опыте, если известно, что в почве содержится 1,2% СаО, масса растений ? 120 г, а масса золы ? 2%. При этом в золе содержится 10% кальция от суммы других химических элементов в форме оксидов.

2. Сделать вывод, к какой группе химических элементов относится Са?

Решение задачи № 7

Задача № 8

Определить период круговорота Тк ионов кобальта в вегетационном опыте с культурой овса, если известно, что скорость круговорота кобальта составляет 0,025 г/час, а показатель круговорота ? 0,5 г/сут.

Решение задачи № 8

Задача № 9

Рассчитать показатель круговорота Пк углерода в вегетационном опыте (t = 75 сут.) с оз. пшеницей, если известно, что скорость Vк круговорота Сорг и Снорг составляет 0,025 г/ч, а коэффициент накопления kн ? 13. Биомасса урожая ? 50,0 г/сосуд.

Решение задачи № 9

Задача № 10

Определить коэффициент накопления kн кобальта и обосновать его физический смысл в вегетационном опыте с оз. пшеницей, если известно, что период круговорота Тк составляет 40 ч, а показатель круговорота Пк ? 0,33 г/ч.

Решение задачи № 10

Задача № 11

Рассчитать величину ёмкости круговорота А массы кобальта, прошедшего через лесной фитоценоз (подрост) за полгода, если известно, что показатель круговорота Пк = 0,5 г/ч, биомасса на 1 м2 равна 20 кг, Кларк кобальта nx 1,8·10-3%, время ? 0,5 года. Объясните, почему искомая величина А оказалась больше биомассы растений?

Решение задачи № 11

Задача № 12

В стационарном полевом опыте, проводившемся в подзолистой почве подзоны средней тайги, установлено, что за два года наблюдений из зоны внесения метки (радиоактивного изотопа С14) вертикальная нисходящая миграция ВОВ составила 39-41 см, а путь воды за это же время ? 91 см.

Решение задачи № 12

Задача № 13

Рассчитать коэффициент накопления kн ионов свинца в растениях гороха, выращиваемого в вегетационном опыте, если известно, что общая масса растений составляет 120 г, содержание золы 3%, а доля свинца в золе составляет 1% от общего содержания химических элементов. Кларк Pb в почве ? 3,0·10-3%.

Решение задачи № 13

Задача № 14

Зная коэффициент обновления kобн гумуса компонентами ВОВ в дерново-карбонатной почве подзоны средней тайги, равный 2% за 1 год, определить общее время пребывания Сорг в молекулах гумусовых веществ, сорбционно закреплённых на матрице почвы.

Решение задачи № 14

Задача № 15

Определить коэффициент обновления kобн гумусовых веществ дерново-подзолистой почвы, если известно, что за период вегетации (t = 3 мес.) на 1 м2 пашни в раствор мобилизуется 14,7 г Сорг водорастворимых органических веществ (ВОВ), а запас гумуса на 1 м2 составляет 1540 г.

Решение задачи № 15

Задача № 16

Определить время миграции Сорг ВОВ от поверхности почвы до заданной глубины (23 см) на площади 1 м2, если известно, что запас мобильной группы гумусовых соединений (ФК) в слое дерново-подзолистой почвы массой 320 кг на площади 1 м2 составляет 2,56 кг, а масштаб миграции ВОВ через эту же площадь за 1 год достигает 141 г/м2 на «входе» в гор. А1 и 15 г/м2 на «выходе» из этого же горизонта.

Решение задачи № 16

Задача № 17

Найти массу фульвокислот в твердой фазе дерново-подзолистой почвы на основании изучения ее фракционно-группового состава гумуса по Тюрину-Пономаревой, в частности в гор. А1, если известно, что плотность твердой фазы равна 1,28 г/м3, расчетная площадь поверхности почвы 1 м2, мощность горизонта А1 25 см, содержание Собщ ? 1,0%; при этом массовая доля углерода фульвокислот в гумусе достигает 53% от Собщ в почве.

Решение задачи № 17

Задача № 18

Рассчитать импульс миграции Сорг ВОВ в гор. А1 дерново-подзолистой почвы южно-таёжного ландшафта за 0,7 года (период ? осень, зима и весна), если известен масштаб миграции ВОВ ? 24 г/м2·год-1 и мощность гор. А1, равная 22 см.

Решение задачи № 18

Задача № 19

Исходя из величин kмоб кларка Fe (4,5%), ах ? сухого остатка (0,25 г/л) определить kмиг в таежном ландшафте, если kмоб = 0,005.

Решение задачи № 19

Задача № 20

Рассчитать коэффициент миграции kмиг для кремния и цинка в таежном ландшафте, если известны следующие параметры:

а) для кремния:

mх ? 1·10-2 г/л (0,01 г/л), ах ? 0,5 г/л, nх ? 29,5%, 1)

концентрация в жидкой фазе (г·л-1), 2)

сухой остаток (г·л-1), 3)

Кларк, валовое содержание (%).

б) для цинка:

mх ? 5·10-5 г/л (0,0005 г/л),

ах ? 0,3 г/л,

nх ? 8,3·10-3%

1), 2), 3) ? то же.

Сделать вывод, во сколько раз один элемент мигрирует активнее другого в ландшафте.

Решение задачи № 20

Задача № 21

Организовав стационар, исследователи установили, что величина Rf комплексных [Cd-R]- соединений в дерново-подзолистой почве составила 0,45, а скорость внутрипочвенной вертикальной нисходящей миграции водного потока ? 27 см/год. Определить линейную скорость миграции ионов кадмия в почве.

Решение задачи № 21

Задача № 22

Определить линейную скорость миграции ионов Со2+ в дерново-подзолистой почве южно-таежного ландшафта, если известно, что величина Rf для ионов Со равна 0,45, а скорость внутрипочвенной миграции водного потока (u) ? 17 см/год.

Решение задачи № 22

Задача № 23

Рассчитать годовой масштаб вертикальной нисходящей миграции ионов Pb2+ на 1 м2, если известно что диагностированная масса ионов свинца в сорбционном лизиметре составляет 43,7 мг, а рабочая поверхность сорбционного лизиметра Sраб ? 66,4 см2.

Решение задачи № 23

Задача № 24

Определить сравнительную интенсивность водной миграции ионов Са2+ и Zn2+ в ландшафте, если известно, что Кларки данных химических элементов в коре выветривания соответственно равны 1,6 и 6·10-3%, а концентрации ионов Са2+ и Zn2+ составляют 7·10-2 и 3·10-4 г/л, сухой остаток в поверхностных водах ? 0,125 г/л.

Решение задачи № 24

Задача № 25

Рассчитать импульс абиогенной (водной) миграции Сорг ВОВ в гор. Е (А2) песчаного подзола (в подзоне средней тайги), если известно, что масштаб миграции ВОВ на «входе» гор. Е (А2) составляет 83 г/м2, а на «выходе» ? 77 г/м2. Мощность элювиального горизонта ? 26 см, время наблюдения ? 0,7 года.

Решение задачи № 25

_______________