Tab. 1. Maan kuoret

Nimi	ILMAINEN	HYDROSFERI	BIOSFÄÄRI
Kuvaus	Ilmakuori, jonka alarajat kulkevat hydrosfäärin ja litosfäärin pintaa pitkin ja ylempi sijaitsee noin 1 tuhannen kilometrin etäisyydellä. Se koostuu ionosfääristä, stratosfääristä ja troposfääristä.	Se kattaa 71% maapallon pinta-alasta. Keskimääräinen suolapitoisuus- 35 g/l, lämpötila vaihtelee 3-32 °C. Auringon säteet tunkeutuvat 200 metrin syvyyteen ja ultravioletti - jopa 800 metrin syvyyteen.	Sisältää kaikki elävät organismit, jotka elävät ilmakehässä, hydrosfäärissä ja litosfäärissä.
Nimi	LITOSFERI	PYROSFERI	KESKUSFÄÄRI
Kuvaus	Kiinteä kivikuori, 5-80 km korkea.	Tulinen kuori, joka sijaitsee suoraan litosfäärin alla.	Kutsutaan myös maan ytimeksi. Se sijaitsee 1800 km:n syvyydessä. Koostuu metalleista: raudasta (Fe), nikkelistä (Ni).

Määritelmä.Litosfääri - Tämä on maan kiinteä kuori, joka koostuu maankuoresta ja ylemmästä kerroksesta - vaipasta. Sen paksuus on erilainen esimerkiksi mantereilla - 40-80 km ja merien ja valtamerten alla - 5-10 km. Maankuoren koostumus sisältää kahdeksan alkuainetta (taulukko 2, kuva 2-9).

Tab. 2. Maankuoren koostumus

Nimi	Kuva	Nimi	Kuva
Happi (O 2)	Riisi. 2. Happi ()	rauta (Fe)
Pii (Si)		Magnesium (Mg)
Vety (H 2)		Kalsium (Ca)
Alumiini (Al)	Riisi. 5. Alumiini ()	Natrium (Na)

Maan litosfääri ei ole yhtenäinen. Monet tutkijat uskovat, että syvänmeren virheet jakavat sen erillisiksi kappaleiksi - levyiksi. Nämä levyt ovat jatkuvassa liikkeessä. Vaipan pehmennetyn kerroksen ansiosta tämä liike ei ole havaittavissa henkilölle, koska se tapahtuu hyvin hitaasti. Mutta kun levyt törmäävät, tapahtuu maanjäristyksiä, voi muodostua tulivuoria ja vuoristoja. Yleisesti ottaen maapallon kokonaispinta-ala on 148 miljoonaa km2, josta 133 miljoonaa km2 on asuttavaa.

Määritelmä.Maaperä- tämä on maan ylempi hedelmällinen kerros, joka on monien elävien organismien elinympäristö. Maaperä on yhdistävä linkki hydro-, lito- ja ilmakehän välillä. Litosfääri on välttämätön kasveille, sienille, eläimille ja ihmisille, joten sen suojeleminen ja suojeleminen on niin tärkeää. Tarkastellaan litosfäärin pääasiallisia saastumisen lähteitä (taulukko 3, kuva 10-14).

Tab. 3. Litosfäärin saastumisen lähteet

	Kuvaus	Kuva
	Asuinrakennukset ja kunnallistekniikat, josta tulee suuri määrä rakennusjätteitä, ruokajätettä.	Riisi. 10. Roskat, jätteet ()
	Kielteinen vaikutus on myös teollisuusyritykset, koska niiden nestemäiset, kiinteät ja kaasumaiset jätteet pääsevät litosfääriin.	Riisi. 11. Teollisuusyritysten jätteet ()
	Vaikutus Maatalous ilmaistuna biologisten jätteiden ja torjunta-aineiden aiheuttamana saastumisena.	Riisi. 12. Maatalousjätteet ()
	radioaktiivinen jäte, Tšernobylin katastrofin seurauksena radioaktiivisten aineiden vapautumisen ja puoliintumisajan tuotteet vaikuttavat haitallisesti kaikkiin eläviin organismeihin.	Riisi. 13. Radioaktiivinen jäte ()
	Liikenne höyryjä kuljetuksesta peräisin olevia, jotka asettuvat maaperään ja siirtyvät aineiden kiertoon.	Riisi. 14. Pakokaasu ()

Pakokaasut sisältävät paljon raskasmetalleja. Joten tutkijat ovat laskeneet, että suurin määrä raskasmetalleja putoaa niille maaperille, jotka ovat lähellä valtateitä, joissa raskasmetallien pitoisuus voi olla 30 kertaa normaalia korkeampi. Esimerkkejä raskasmetalleista: lyijy (Pb), kupari (Cu), kadmium (Cd).

Jokaisen tulee ymmärtää, kuinka tärkeää on pitää elävien organismien elinympäristö mahdollisimman puhtaana. Tätä varten monet tutkijat kehittävät menetelmiä epäpuhtauksien torjumiseksi (taulukko 4).

Tab. 4. Pilaantumisen torjuntamenetelmät

	Menetelmän ominaisuus
	Valtuutettujen kaatopaikkojen järjestäminen, jotka vievät laajoja alueita, ja niiden sisältämä jäte vaatii pitkäaikaista käsittelyä mikro-organismien ja hapen kanssa. Näin ollen maapallon ilmakehään vapautuu haitallisia myrkyllisiä aineita. Se johtaa myös jyrsijöiden ja hyönteisten lisääntymiseen, jotka ovat sairauksien kantajia.
	Lisää tehokas tapa On jätteenpolttolaitosten järjestäminen, vaikka jätteen polttaminen vapauttaa myös myrkkyjä maapallon ilmakehään. He yrittivät puhdistaa ne vedellä, mutta sitten nämä aineet pääsevät hydrosfääriin.
	Paras tapa on jätteenkäsittelylaitosten järjestäminen, kun taas osa jätteestä jalostetaan kompostiksi, jota voidaan käyttää maataloudessa. Osa kompostoimattomista aineista voidaan käyttää uudelleen. Esimerkkejä: muovi, lasi.

Näin ollen jätteiden hävittäminen on ongelma koko ihmiskunnalle: sekä yksittäisille valtioille että jokaiselle ihmiselle.

Määritelmä.Hydrosfääri- Maan vesikuori (kaavio 1).

Kaavio 1. Hydrosfäärin koostumus

95,98 % - meret ja valtameret;

2% - jäätiköt;

2% - pohjavesi;

0,02% - maavedet: joet, järvet, suot.

Hydrosfäärillä on tärkeä rooli planeetan elämässä. Se kerää lämpöä ja jakaa sen kaikille mantereille. Myös valtamerten pinnasta muodostuu kaasumaista vesihöyryä, joka putoaa myöhemmin sateen mukana maalle. Siten hydrosfääri on vuorovaikutuksessa sekä ilmakehän kanssa muodostaen pilviä että litosfäärin kanssa, joka putoaa maahan sateen mukana.

Vesi - ainutlaatuinen aine, jota ilman mikään organismi ei pärjää, koska se on mukana kaikissa aineenvaihduntaprosesseissa. Maan päällä oleva vesi voi olla eri aggregaatiotilassa.

Olipa kerran vedestä ensimmäiset elävät organismit. Ja vielä nykyäänkin kaikki elävät organismit ovat läheisessä suhteessa veteen.

Tuotanto- ja teollisuusyritykset pyrkivät keskittymään vesistöjen välittömään läheisyyteen: jokiin tai suuriin järviin. Nykymaailmassa vesi on tärkein tuotantoa määräävä tekijä ja usein siihen osallistuva tekijä.

Hydrosfäärin merkitystä tuskin voi yliarvioida, varsinkin nyt, kun vesihuollon ja vedenkulutuksen kasvuvauhti lisääntyy joka päivä. Monissa osavaltioissa ei ole tarvittavaa juomavettä, joten meidän tehtävämme on pitää vesi puhtaana.

Tarkastellaanpa pääasiallisia hydrosfäärin saastumisen lähteitä (taulukko 5).

Tab. 5. Hydrosfäärin saastumisen lähteet

Tab. 6. Puhtaan veden suojelutoimenpiteet

Nykyään inhimillinen tekijä on pääasiallinen vaikuttaja luontoon, poikkeuksetta kaikkiin eläviin organismeihin. Mutta emme saa unohtaa, että biosfääri pärjää ilman meitä, mutta emme voi elää ilman sitä. Meidän on opittava elämään sopusoinnussa luonnon kanssa, ja sitä varten meidän on viljeltävä ekologista ajattelua.

Seuraava oppitunti on omistettu toimenpiteille, joihin ryhdytään elämän pelastamiseksi maapallolla.

Bibliografia

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N., Luonnonhistoria: oppikirja. 3, 5 solulle. keskim. koulu - 8. painos - M.: Enlightenment, 1992. - 240 s.: ill.
2. Pakulova V.M., Ivanova N.V. Luonto: eloton ja elävä 5. - M .: Bustard.
3. Eskov K. Yu. ja muut / toim. Vakhrusheva A.A. Natural History 5. - M.: Balass.

1. Referat.znate.ru ().
2. miteigi-nemoto.livejournal.com ().
3. Dinos.ru ().

Kotitehtävät

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N., Natural History: Proc. 3, 5 solulle. keskim. koulu - 8. painos - M.: Enlightenment, 1992. - s. 233, tehtäväkysymykset. 13.
2. Kerro meille, mitä tiedät menetelmistä käsitellä litosfäärissä olevia saasteita.
3. Kerro meille menetelmistä puhtaan hydrosfäärin säilyttämiseksi.
4. * Valmista abstrakti

Maan vaippa- "kiinteän" maan kuori, joka sijaitsee maankuoren ja maan ytimen välissä. Se vie 83 % maapallon tilavuudesta (ilman ilmakehää) ja 67 % massasta.

Sen erottaa maankuoresta Mohorovic-pinta, jolla pituussuuntainen nopeus seismiset aallot siirryttäessä maankuoresta maan vaippaan se kasvaa äkillisesti 6,7-7,6:sta 7,9-8,2 km/s; Vaipan erottaa maan ytimestä pinta (noin 2900 km:n syvyydessä), jossa seismisten aaltojen nopeus laskee 13,6:sta 8,1 km/s:iin. Maan vaippa on jaettu ala- ja ylävaippaan. Jälkimmäinen puolestaan ​​on jaettu (ylhäältä alas) substraattiin, Gutenberg-kerrokseen (alhaisten seismisten aallonopeuksien kerros) ja Golitsyn-kerrokseen (jota joskus kutsutaan keskivaipaksi). Maan vaipan pohjalla erottuu alle 100 km paksu kerros, jossa seismisten aaltojen nopeudet eivät kasva syvyyden myötä tai pienenevät edes hieman.

Oletetaan, että Maan vaippa koostuu niistä kemiallisista alkuaineista, jotka olivat Maan muodostumisen aikana kiinteässä tilassa tai olivat osa kiinteitä kemiallisia yhdisteitä. Näistä alkuaineista O, Si, Mg, Fe hallitsevat. Nykyaikaisten käsitysten mukaan Maan vaipan koostumuksen katsotaan olevan lähellä kivimeteoriittien koostumusta. Kivisistä meteoriiteista kondriitit ovat koostumukseltaan lähinnä Maan vaippaa. Oletetaan, että vaippa-aineen suorat näytteet ovat maan pinnalle tuotuja basaltilaavan joukossa olevia kivikappaleita; niitä löytyy myös yhdessä timanttien kanssa räjähdysputkista. Uskotaan myös, että ruoppauksen nostamat kallionpalaset Mid-Ocean Ridgesin halkeamien pohjalta ovat vaipan ainetta.

ominaispiirre Maan vaippa on ilmeisesti vaihesiirrot. Kokeellisesti on todettu, että oliviinissa korkean paineen alaisena kidehilan rakenne muuttuu, ilmaantuu tiheämpää atomipakkausta, jolloin mineraalin tilavuus pienenee huomattavasti. Kvartsissa tällainen faasimuutos havaitaan kahdesti paineen kasvaessa; tihein muunnelma on 65 °C tiheämpi kuin tavallinen kvartsi. Tällaisten faasisiirtymien uskotaan olevan tärkein syy siihen, miksi seismiset aallon nopeudet Golitsyn-kerroksessa kasvavat erittäin nopeasti syvyyden myötä.

Ylävaippa yksi maapallon kuorista suoraan maankuoren alla. Sen erottaa viimeisestä Mohorovichista pinta, joka sijaitsee maanosien alla 20–80 km:n syvyydessä (keskimäärin 35 km) ja valtamerten alla 11–15 km:n syvyydessä veden pinnasta. Seismisen aallon nopeus (käytetään epäsuorana menetelmänä tutkimiseen sisäinen rakenne Maa) kasvaa siirtymävaiheessa maankuoresta ylempään vaippaan vaiheittain noin 7 km/s:sta 8 km/s.). 400-900 kilometrin syvyydessä olevaa vyöhykettä kutsutaan Golitsyn-kerrokseksi. Ylävaippa koostuu luultavasti granaattiperidotiteista, joihin on lisätty eklogiitin yläosassa.

Eclogite on metamorfinen kivi, joka koostuu pyrokseenista, jossa on runsaasti kvartsia ja rutiilia (mineraali, joka sisältää raudan, tinan, niobiumin ja tantaali TiO 2 -seoksen - 60 % titaania ja 40 % happea).

Ylävaipan tärkeä rakenteellinen piirre - alhaisten seismisten aallonopeuksien vyöhykkeen läsnäolo. Ylävaipan rakenteessa on eroja eri tektonisten vyöhykkeiden alla, esimerkiksi geosynkliinien ja tasojen alla. Ylävaipassa kehittyy prosesseja, jotka ovat tektonisten, magmaattisten ja metamorfisten ilmiöiden lähde maankuoressa. Monissa tektonisissa hypoteeseissa ylemmälle vaipalle annetaan tärkeä rooli; esimerkiksi oletetaan, että maankuori muodostui sulamalla ylävaipan aineesta , että tektoniset liikkeet liittyvät liikkeisiin vaipan yläosassa; Yleensä uskotaan, että maapallon vaippa koostuu lähes kokonaan oliviinista [(Mg, Fe) 2 SiO 4 ], jossa magnesiumkomponentti (forsteriitti) on vahvasti hallitseva, mutta syvemmin ehkä rautakomponentin (fayaliitti) osuus. ) kasvaa. Australialainen petrografi Ringwood ehdottaa, että Maan vaippa koostuu hypoteettisesta kalliosta, jota hän kutsui pyroliitiksi ja joka koostumukseltaan vastaa seosta, jossa on 3 osaa periodiittia ja yksi osa basalttia. Teoreettiset laskelmat osoittavat, että maapallon alavaipan mineraalien pitäisi hajota oksideiksi. 1900-luvun 70-luvun alkuun mennessä ilmestyi myös tietoja, jotka viittaavat horisontaalisten epähomogeenisuuksien esiintymiseen maan vaipassa.

Ei ole epäilystäkään siitä, että maankuori erottui maan vaipasta; Maan vaipan erilaistumisprosessi jatkuu tänään. Oletetaan, että Maan ydin kasvaa maan vaipan ansiosta. Maankuoren ja maan vaipan prosessit liittyvät läheisesti toisiinsa; erityisesti energia maankuoren tektonisiin liikkeisiin näyttää tulevan maan vaipasta.

Maan alempi vaippa- Maan vaipan erottamaton osa, joka ulottuu 660 syvyydestä (ylemmän vaipan raja) 2900 km:iin. Alavaipan laskennallinen paine on 24-136 GPa ja alavaipan materiaalia ei ole saatavilla suoraan tutkittavaksi.

Alemmassa vaipassa on kerros (kerros D), jossa seismisten aaltojen nopeus on poikkeuksellisen alhainen ja jossa on vaaka- ja pystysuorat epähomogeenisuudet. Oletetaan, että se muodostuu Fe:n ja Ni:n tunkeutumisesta ylöspäin silikaateiksi, jotka sulavat näiden virtojen vaikutuksesta. Tämä on erittäin tärkeää, sillä jotkut tutkijat uskovat, että subduktiolevyn osat kerääntyvät 660 km:n päähän rajasta ja ne muuttuvat eksponentiaalisesti raskaammiksi ja vajoavat ytimeen ja kerääntyvät D-kerrokseen.

Maankuori- Maan kiinteistä kuorista uloin. Maankuoren alarajaa pidetään rajapinnana, jonka kulkiessa ylhäältä alas pitkittäiset seismiset aallot lisäävät äkillisesti nopeutta 6,7-7,6 km/s:sta 7,9-8,2 km/s:iin (katso Mohorovichin pinta) . Tämä on merkki muutoksesta vähemmän joustavasta materiaalista joustavampaan ja tiheämpään materiaaliin. Maankuoren alla olevaa ylemmän vaipan kerrosta kutsutaan usein alustaksi. Yhdessä maankuoren kanssa se muodostaa litosfäärin. Maankuori on erilainen mantereilla ja valtameren alla. Mannerkuoren paksuus on yleensä alueilla 35-45 km vuoristoiset maat- 70 km asti. Mannerkuoren yläosa muodostuu epäjatkuvasta sedimenttikerroksesta, joka koostuu muuttumattomista tai hieman muuttuneista eri-ikäisistä sedimentti- ja vulkaanisista kiviaineksista. Kerrokset ovat usein rypistyneet taitoksiksi, repeytyneet ja siirtyneet rakoa pitkin. Joissakin paikoissa (kilpeissä) sedimenttikuori puuttuu. Mannerkuoren loput paksuudesta on jaettu seismisten aaltojen nopeuden mukaan kahteen osaan ehdollisilla nimillä: ylemmälle osalle - "graniitti" -kerros (pitkittäisten aaltojen nopeus on jopa 6,4 km / s), alaosaan - "basaltti"-kerros (6,4 -7,6 km/s). Ilmeisesti "graniitti"-kerros koostuu graniiteista ja gneisseistä, ja "basaltti"-kerros koostuu basalteista, gabbrosta ja erittäin voimakkaasti metamorfoituneista sedimenttikivistä eri suhteissa. Näitä kahta kerrosta erottaa usein Konrad-pinta, jonka siirtymäkohdassa seismiset aallonnopeudet kasvavat äkillisesti. Ilmeisesti piidioksidin pitoisuus laskee maankuoren syvyyden myötä ja rauta- ja magnesiumoksidipitoisuus kasvaa; tämä tapahtuu vielä suuremmassa määrin siirtyessä maankuoresta alustaan.

Valtameren kuoren paksuus on 5-10 km (yhdessä vesipatsaan kanssa - 9-12 km). Se on jaettu kolmeen kerrokseen: ohuen (alle 1 km) merisedimenttikerroksen alla on "toinen" kerros, jonka pituussuuntaiset seismiset aallon nopeudet ovat 4-6 km/s; sen paksuus on 1-2,5 km. Se koostuu luultavasti serpentiniitistä ja basaltista, mahdollisesti sedimenttien välikerroksista. Alemmalla, "valtamerellisellä" kerroksella, jonka keskimääräinen paksuus on noin 5 km, seismisen aallon nopeus on 6,4-7,0 km/s; se luultavasti koostuu gabbrosta. Sedimenttikerroksen paksuus valtameren pohjalla vaihtelee, paikoin sitä ei ole ollenkaan. Siirtymävyöhykkeellä mantereesta valtamereen havaitaan keskityyppinen kuori.

Maankuori on alttiina jatkuvat liikkeet ja muuttaa. Hänessä peruuttamaton kehitys liikkuvat alueet - geosynclines - muuttuvat pitkäaikaisten muutosten kautta suhteellisen rauhallisiksi alueiksi - tasoiksi. On olemassa useita tektonisia hypoteeseja, jotka selittävät geosynkliinien ja tasojen, maanosien ja valtamerten kehitysprosessia ja syitä koko maankuoren kehitykseen. Ei ole epäilystäkään siitä, että maankuoren kehityksen pääasialliset syyt ovat maan syvemmässä sisäosissa; siksi maankuoren ja ylemmän vaipan välisen vuorovaikutuksen tutkiminen on erityisen kiinnostavaa.

Maankuori on lähellä isostaasitilaa (tasapainoa): mitä raskaampi eli mitä paksumpi tai tiheämpi jokin maankuoren osa on, sitä syvemmälle se on upotettu alustaan. Tektoniset voimat rikkovat isostaasin, mutta heikentyessään maankuori palaa tasapainoon.

Kuva 25 - Maankuori

Maan ydin - Keskigeosfääri, jonka säde on noin 3470 km. Maan ytimen olemassaolon totesi vuonna 1897 saksalainen seismologi E. Wiechert, ja syvyyden (2 900 km) määritti vuonna 1910 amerikkalainen geofyysikko B. Gutenberg. Maan ytimen koostumuksesta ja sen alkuperästä ei ole yksimielisyyttä. Ehkä se koostuu raudasta (seoksena nikkeliä, rikkiä, piitä tai muita alkuaineita) tai sen oksideja, jotka korkeapaine hankkia metalliset ominaisuudet. On olemassa mielipiteitä, että ydin muodostui primaarisen Maan painovoiman erilaistumisesta sen kasvun aikana tai myöhemmin (ensimmäisenä ilmauksena norjalainen geofyysikko V.M. Orovan ja Neuvostoliiton tiedemies A.P. Vinogradov, 60-70-luvut).

Mohorovic pinta - Maankuoren ja Maan vaipan rajapinta Mohorovichin pinta määritettiin seismisten tiedon perusteella: pitkittäisten seismisten aaltojen nopeus siirtymisen aikana (ylhäältä alas) Mohorovichin pinnan läpi kasvaa äkillisesti 6,7-7,6 kilometristä 7,9-8,2 kilometriin / s , ja poikittais - 3,6-4,2 - 4,4-4,7 km / s. Erilaiset geofysikaaliset, geologiset ja muut tiedot osoittavat, että myös aineen tiheys kasvaa äkillisesti, oletettavasti 2,9-3:sta 3,1-3,5 t/m 3 :iin. Todennäköisintä on, että Mohorovic-pinta erottaa eri kemiallisen koostumuksen omaavia kerroksia. Mohorovichićin pinta on nimetty sen löytäneen A. Mohorovichićin mukaan.

Kolmesta ensimmäisestä geosfääristä johtava rooli on epäilemättä maankuorella, koska sen kokonaismassa on monta kertaa suurempi kuin kahden muun kuoren kokonaismassa. Näin ollen tietojen yhden tai toisen kemiallisen alkuaineen suhteellisesta pitoisuudesta maankuoressa voidaan suurelta osin katsoa heijastavan sen sisältöä koko biosfäärissä.

Maan ulompi kova kuori - maankuori koostuu yli 99 % vain 9 pääalkuaineesta: O (47 %), Si (29,5 %), Al (8,05 %), Fe (4,65 %), Ca ( 2,96 %) %), Na (2,50 %), K (2,50 %), Mg (1,87 %), Ti (0,45 %). Yhteensä - 99,48%. Näistä happi on ehdottomasti hallitseva. Näet selvästi, kuinka paljon on jäljellä kaikille muille elementeille. Tämä on painon mukaan, toisin sanoen painoprosentteina.

On olemassa toinenkin arviointivaihtoehto - tilavuuden mukaan (tilavuusprosentti). Se lasketaan ottaen huomioon atomien koot ja ionisäteet tietyissä näiden alkuaineiden muodostamissa mineraaliyhdisteissä. Maankuoren yleisimpien alkuaineiden pitoisuudet tilavuusprosentteina ovat (V.M. Goldshmidtin mukaan): O - 93,77%, K - 2,14%, Na - 1,60%, Ca - 1,48%, Si - 0,86%, Al - 0,76 %, Fe - 0,68%, Mg - 0,56%, Ti - 0,22%.

Melko merkittävät erot kemiallisten alkuaineiden atomien jakautumisessa painon ja tilavuuden mukaan ovat ilmeisiä: Al:n ja erityisesti Si:n suhteellisen pitoisuuden jyrkässä laskussa (niiden atomien pienen koon vuoksi ja piin osalta vielä suuremmassa määrin happiyhdisteiden ioneista), se korostaa vielä selvemmin hapen johtavaa roolia litosfäärissä.

Samalla paljastettiin "poikkeavuuksia" joidenkin litosfäärin elementtien sisällössä:

kevyimpien alkuaineiden (Li, Be, B) runsauden "pudotus" selittyy nukleosynteesiprosessin erityispiirteillä (vallitseva hiilen muodostuminen kolmen heliumytimen yhdistämisen seurauksena kerralla); suhteellisen korkeat pitoisuudet alkuaineita, jotka ovat radioaktiivisen hajoamisen tuotteita (Pb, Bi ja myös Ar inerttien kaasujen joukossa).

Maan olosuhteissa kahden muun alkuaineen, H:n ja He:n, määrä on poikkeuksellisen alhainen. Tämä johtuu niiden "volatiliteetista". Molemmat näistä alkuaineista ovat kaasuja, ja lisäksi kevyimpiä. Siksi atomisella vedyllä ja heliumilla on taipumus siirtyä ilmakehän ylempiin kerroksiin, ja sieltä ne leviävät ulkoavaruuteen ilman maan painovoiman pidättämistä. Vetyä ei ole vielä täysin kadonnut, koska suurin osa siitä on osa kemiallisia yhdisteitä - vettä, hydroksideja, hiilikarbonaatteja, hydrosilikaatteja, orgaaniset yhdisteet Ja heliumia, joka on inertti kaasu, muodostuu jatkuvasti raskaiden atomien radioaktiivisen hajoamisen tuotteena.

Näin ollen maankuori on olennaisesti happianionien paketti, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa pii- ja metalli-ioneilla, ts. se koostuu lähes yksinomaan happiyhdisteitä, pääasiassa alumiinin, kalsiumin, magnesiumin, natriumin, kaliumin ja raudan silikaateista. Samaan aikaan, kuten jo tiedät, jopa alkuaineet muodostavat 86,5 % litosfääristä.

Yleisimpiä alkuaineita kutsutaan makroravinteiksi.

Alkuaineita, joiden pitoisuus on prosentin sadasosia tai vähemmän, kutsutaan mikroelementeiksi. Tämä käsite on suhteellinen, koska tietty alkuaine voi yhdessä ympäristössä olla mikroelementti ja toisessa se voidaan luokitella perusaineeksi, ts. makroelementit (Esimerkiksi Al organismeissa on hivenaine, ja litosfäärissä se on makroelementti, maaperän rauta on makroelementti ja elävissä organismeissa se on hivenaine).

Ilmaisemaan tietyn elementin sisällön määrää tietyssä ympäristössä käytetään käsitettä "clark". Tämä termi liittyy nimeen F.U. Clark, yhdysvaltalainen geokemisti, joka ryhtyi ensimmäistä kertaa laajan analyyttisen aineiston perusteella laskemaan kemiallisten alkuaineiden keskimääräisiä pitoisuuksia erityyppisissä kivilajeissa ja litosfäärissä kokonaisuudessaan. Hänen panoksensa muistoksi A.E. Fersman vuonna 1924 ehdotti, että minkä tahansa tietyn alkuaineen keskimääräistä pitoisuutta tietyssä materiaaliväliaineessa kutsuttaisiin tämän kemiallisen alkuaineen clarkeksi. Clarken yksikkö on g/t (koska on hankalaa käyttää prosenttiarvoja useiden alkuaineiden alhaisilla clarkeilla).

Suurin osa haastava tehtävä on clarkin määritelmä litosfäärille kokonaisuudessaan, koska sen rakenne on hyvin.

Kivien sisällä silikaattien jako tapahtuu happamiin ja emäksisiin.

Li:n, Be:n, Rb:n, TR:n, Ba:n, Tl:n, Th:n, U:n ja Ta:n pitoisuudet ovat suhteellisen korkeat happamissa.

Tärkeimmät ovat Cr, Sc, Ni, V, Co, Pt.

Annamme clarkin järjestyksen erilaisia ​​elementtejä mukaan V.F. Barabanov:

Yli 10 000 g/t - O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

1000-10 000 - Mn, Ti.

100-1000 - C, F, P, S, Cl, Rb, Sr, Zr, Ba.

10-100 - Pb, Th, Y, Nb, La, Ce, Nd, Li, B, N, Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga.

1-10 - Eu, Dy, Ho, Er, Yb, Hf, Ta, W, Tl, U, Ge, As, Br, Mo, Sn, Sc, Pm, Sm, Be.

0,1-1,0 - Cd, Bi, In, Tu, I, Sb, Lu.

0,01-0,1 - Ar, Se, Ag, Hg.

0,001-0,01 - Re, Os, Ir, Ru, Rh, Pd, Te, Pt, He, Au.

Tämän asteikon mukaan alkuaineita, joiden clarks on yli 1000 g/t, kutsutaan makroelementeiksi. Ne, joilla on pienempi clarks, ovat hivenaineita.

Klarkkien huomioiminen on varmasti välttämätöntä kemiallisten alkuaineiden kulkeutumisprosessien sääntöjenmukaisuuden ymmärtämiseksi. Alkuaineiden erilaisella jakautumisella luonnossa on väistämätön seuraus monille niistä, merkittävien erojen esiintyminen niiden käyttäytymisessä laboratorio-olosuhteissa ja luonnossa. Kun clarke pienenee, alkuaineen aktiivinen pitoisuus pienenee, ja itsenäisen kiinteän faasin saostuminen vesiliuoksista ja muista menetelmistä itsenäisten mineraalilajien muodostamiseksi tulee mahdottomaksi. Siksi kyky itsenäiseen mineraalien muodostumiseen ei riipu vain elementin kemiallisista ominaisuuksista, vaan myös sen clarkista.

Esimerkkejä: S ja Se ovat kemiallisesti täydellisiä analogeja, ja niiden käyttäytyminen luonnollisissa prosesseissa on erilainen. S on monien luonnollisten prosessien johtava elementti. Rikkivety pelaa iso rooli pohjasedimentissä ja maankuoren syvyyksissä tapahtuvissa kemiallisissa prosesseissa, useiden metallien kerrostumien muodostumisessa. Rikki muodostaa itsenäisiä mineraaleja (sulfideja, sulfaatteja). Vetyselenidillä ei ole merkittävää roolia luonnollisissa prosesseissa. Seleeniä löytyy hajallaan epäpuhtautena muiden alkuaineiden muodostamissa mineraaleissa. Erot K:n ja Cs:n, Si:n ja Ge:n välillä ovat samanlaiset.

Yksi tärkeimmistä eroista geokemian ja kemian välillä on se, että geokemia ottaa huomioon vain ne kemialliset vuorovaikutukset, jotka toteutuvat tietyissä luonnonolosuhteissa. Lisäksi clarkien laskeminen (mukaan vähintään niiden tilaukset) on tässä mielessä ensisijainen vaatimus kaikille geokemiallisille rakenteille.

On olemassa, ja jopa melko yleisiä, itsenäisiä mineraalifaaseja useista alkuaineista, joilla on alhainen clarks. Syynä on se, että luonnossa on mekanismeja, jotka mahdollistavat tiettyjen alkuaineiden kohonneiden pitoisuuksien muodostumisen, minkä seurauksena niiden pitoisuus joillakin alueilla voi olla monta kertaa suurempi kuin clarken. Siksi alkuaineen clarken lisäksi on otettava huomioon sen pitoisuuden arvo verrattuna clarke-pitoisuuteen.

Klarken pitoisuus on tietyn luonnonmateriaalin (kiven jne.) kemiallisen alkuaineen pitoisuuden suhde sen clarkeen.

Esimerkkejä joidenkin kemiallisten alkuaineiden pitoisuuskertoimista niiden malmiesiintymissä: Al - 3,7; Mn - 350; Cu - 140; Sn - 250; Zn - 500; Au-2000.

Tämän perusteella elementit, joissa on alhainen kirkkaus, jaetaan kahteen laadullisesti jo tuntemaanne osaan erilaisia ​​ryhmiä. Niitä, joiden jakautumiselle ei ole ominaista korkeat QC-arvot, kutsutaan hajallaan(Rb, Ga, Re, Cd jne.). Pystyy muodostamaan kohonneita pitoisuuksia korkeilla CC-arvoilla - harvinainen(Sn, Be jne.).

Erot saavutetuissa QC-arvoissa johtuvat eri rooli tietyt elementit ihmiskunnan materiaalisen ja teknisen toiminnan historiassa (muinaisista ajoista lähtien tunnetut metallit, joissa on alhainen clarks Au, Cu, Sn, Pb, Hg, Ag ... - ja yleisempiä Al, Zr ...).

Tärkeä rooli alkuaineiden keskittymis- ja hajoamisprosesseissa maankuoressa on isomorfismilla - elementtien ominaisuudella korvata toisiaan mineraalin rakenteessa. Isomorfismi on samanlaisten ominaisuuksien omaavien kemiallisten alkuaineiden kykyä korvata toisiaan vaihtelevissa määrin kidehiloissa. Tietenkin se ei ole ominaista vain mikroelementeille. Mutta juuri heille, varsinkin hajallaan oleville elementeille, se saa johtavan merkityksen päätekijänä niiden jakautumisen säännöllisyydessä. Erotetaan täydellinen isomorfismi - kun vaihdettavat elementit voivat korvata toisiaan missä tahansa suhteessa (rajoite vain näiden elementtien sisältösuhteet järjestelmässä) ja epätäydellinen - kun korvaaminen on mahdollista vain tiettyihin rajoihin asti. Luonnollisesti mitä läheisempiä ovat kemialliset ominaisuudet, sitä täydellisempi on isomorfismi.

Ero tehdään isovalentin ja heterovalentin isomorfian välillä.

Tyypin yleisyys kemiallinen sidos- mitä kemistit kutsuvat ionisuusasteeksi - kovalentiksi. Esimerkki: kloridit ja sulfidit eivät ole isomorfisia, mutta sulfaatit manganaattien kanssa ovat isomorfisia.

Isovalenttisen isomorfismin mekanismi. Muodostuneiden yhdisteiden ja muodostuneen kidehilan kemiallisen kaavan yhtenäisyys. Eli jos rubidium pystyy mahdollisesti muodostamaan yhdisteitä samoilla alkuaineilla kuin kalium, ja tällaisten yhdisteiden kiderakenne on samaa tyyppiä, rubidiumatomit voivat korvata kaliumatomeja sen yhdisteissä.

Kemiallisten alkuaineiden jakaminen makro- ja mikroelementeiksi ja viimeksi mainittujen harvinaisiin ja hajallaan oleviin on erittäin tärkeää, koska luonnossa kaikki kemialliset alkuaineet eivät muodosta itsenäisiä yhdisteitä. Tämä on ominaista pääasiassa alkuaineille, joilla on korkea tai matala klarki, mutta jotka kykenevät muodostamaan paikallisesti korkeita pitoisuuksia (eli harvinaisia).

Luonnossa oleminen diffuusitilassa ja kaikkialla (vain eri pitoisuuksina) on kaikkien kemiallisten alkuaineiden ominaisuus. Tämän tosiasian totesi ensimmäisenä V.I. Vernadsky, ja hän sai Vernadskylta nimen kemiallisten alkuaineiden sirontalaki. Mutta osa alkuaineista pystyy esiintymään luonnossa sen lisäksi, että ne ovat hajallaan toisessa muodossa - kemiallisten yhdisteiden muodossa. Ja alkuaineita, joilla on alhainen pitoisuus, on vain diffuusimuodossa.

Heterovalentin isomorfismin mekanismi hieman monimutkaisempi. Ensimmäistä kertaa tämän tyyppisen isomorfismin esiintyminen kiinnitti huomion myöhään XIX sisään. G. Chermak. Hän osoitti sen hyvin monimutkaiseksi kemialliset kaavat, jotka on saatu useimmille silikaattiluokan mineraaliyhdisteille, ovat sellaisia ​​juuri heterovalentin isomorfismin vuoksi, kun kokonaiset atomiryhmät korvaavat toisiaan. Tämän tyyppinen isomorfismi on hyvin tyypillistä silikaattiyhdisteille.

Muita vaihtoehtoja hajallaan olevien alkuaineiden atomien löytämiseksi maankuoresta ovat niiden sijainti vioissa kristallihila, sen onteloissa ja myös adsorboituneessa tilassa muiden hiukkasten, mukaan lukien kolloidisten, pinnalle.

Maaplaneetta koostuu litosfääristä (kiinteä kappale), ilmakehästä (ilmakuori), hydrosfääristä (vesikuori) ja biosfääristä (elävien organismien levinneisyysalue). Näiden maapallon sfäärien välissä on läheinen suhde johtuen aineen ja energian kierrosta.

Litosfääri. Maa on pallo tai pallo, joka on hieman litistynyt navoista ja jonka ympärysmitta päiväntasaajalla on noin 40 000 km.

Maapallon rakenteessa erotetaan seuraavat kuoret eli geosfäärit: itse litosfääri (ulompi kivikuori), jonka paksuus on noin 50 ... 120 km, vaippa, joka ulottuu 2900 km:n syvyyteen ja ydin - 2900 - 3680 km.

Yleisimpien Maan kuoren muodostavien kemiallisten alkuaineiden mukaan se on jaettu ylempään - sialliittiseen, joka ulottuu 60 km:n syvyyteen ja jonka tiheys on 2,8 ... jonka tiheys on 3,0...3,5 g /cm3. Nimet "siallitic" (sial) ja "simatic" (sima) tulevat alkuaineiden Si (pii), Al (alumiini) ja Mg (magnesium) nimityksistä.

1200 - 2900 km syvyydessä on välipallo, jonka tiheys on 4,0...6,0 g/cm 3 . Tätä kuorta kutsutaan "malmiksi", koska se sisältää suuren määrän rautaa ja muita raskasmetalleja.

Yli 2900 km syvemmällä on maapallon ydin, jonka säde on noin 3500 km. Ydin koostuu pääasiassa nikkelistä ja raudasta ja sen tiheys on korkea (10...12 g/cm3).

Fysikaalisten ominaisuuksiensa mukaan maankuori on heterogeeninen, se jaetaan manner- ja valtamereen tyyppeihin. Mannerkuoren keskimääräinen paksuus on 35...45 km, maksimipaksuus jopa 75 km (vuorijonojen alla). Sen yläosassa on jopa 15 km paksuisia sedimenttikiviä. Nämä kivet muodostuivat pitkien geologisten ajanjaksojen aikana maaperän ja ilmastonmuutoksen seurauksena. Sedimenttikivien alla on graniittikerros, jonka keskipaksuus on 20...40 km. Tämän kerroksen paksuus on suurin nuorten vuorten alueilla, se pienenee kohti mantereen reunaa, eikä valtamerten alla ole graniittikerrosta. Graniittikerroksen alla on basalttikerros, jonka paksuus on 15 ... 35 km, se koostuu basalteista ja vastaavista kivistä.

Valtameren kuori on vähemmän paksu kuin mannerkuori (5-15 km). Yläkerrokset (2...5 km) koostuvat sedimenttikivistä ja alemmat (5...10 km) basaltista.

Maankuoren pinnalla sijaitsevat sedimenttikivet toimivat maanmuodostuksen aineellisena perustana, magma- ja metamorfiset kivet ottavat pientä osaa maaperän muodostumiseen.

Kivien päämassan muodostavat happi, pii ja alumiini (84,05 %). Jos näihin kolmeen alkuaineeseen - rautaa, kalsiumia, natriumia, kaliumia ja magnesiumia - lisätään vielä viisi alkuainetta, ne muodostavat yhteensä 98,87% kivimassasta. Loput 88 alkuainetta muodostavat hieman yli 1 % litosfäärin massasta. Huolimatta kivien ja maaperän vähäisestä mikro- ja ultramikroelementtien pitoisuudesta, monet niistä ovat kuitenkin erittäin tärkeitä kaikkien organismien normaalille kasvulle ja kehitykselle. Tällä hetkellä kiinnitetään paljon huomiota maaperän hivenainepitoisuuksiin liittyen sekä niiden merkitykseen kasvien ravitsemuksessa että maaperän kemiallisilta saasteilta suojautumisongelmien yhteydessä. Alkuaineiden koostumus maaperässä riippuu pääasiassa niiden koostumuksesta kivissä. Joidenkin alkuaineiden pitoisuus kivissä ja niille muodostuneessa maaperässä vaihtelee kuitenkin jonkin verran. Tämä liittyy sekä ravinteiden pitoisuuteen että maaperän muodostumisprosessin etenemiseen, jonka aikana tapahtuu suhteellista emästen ja piidioksidin määrän vähenemistä. Maaperä sisältää siis enemmän happea kuin litosfääri (55 ja 47 %), vetyä (5 ja 0,15 %), hiiltä (5 ja 0,1 %), typpeä (0,1 ja 0,023 %).

Tunnelma. Ilmakehän raja kulkee siellä, missä maan vetovoiman kompensoi Maan pyörimisestä johtuva keskipakoinen hitausvoima. Napojen yläpuolella se sijaitsee noin 28 tuhannen km:n korkeudessa ja päiväntasaajan yläpuolella - 42 tuhannen km:n korkeudella.

Ilmakehä koostuu erilaisten kaasujen seoksesta: typpi (78,08 %), happi (20,95 %), argon (0,93 %) ja hiilidioksidi (0,03 tilavuusprosenttia). Ilman koostumus sisältää myös pienen määrän heliumia, neonia, ksenonia, kryptonia, vetyä, otsonia jne., jotka kaikki yhteensä ovat noin 0,01 %. Lisäksi ilmassa on vesihöyryä ja jonkin verran pölyä.

Ilmakehä koostuu viidestä pääkuoresta: troposfääri, stratosfääri, mesosfääri, ionosfääri ja eksosfääri.

Troposfääri- ilmakehän alemman kerroksen paksuus napojen yläpuolella on 8 ... 10 km, lauhkeilla leveysasteilla - 10 ... 12 km ja päiväntasaajan leveysasteilla - 16 ... 18 km. Noin 80 % ilmakehän massasta on keskittynyt troposfääriin. Lähes kaikki ilmakehän vesihöyry sijaitsee täällä, muodostuu sadetta ja ilma liikkuu vaaka- ja pystysuunnassa.

Stratosfääri ulottuu 8...16 km:stä 40...45 km:iin. Se sisältää noin 20% ilmakehästä, vesihöyryä siinä ei juuri ole. Stratosfäärissä on otsonikerros, joka imee auringon ultraviolettisäteilyä ja suojaa maan eläviä organismeja kuolemalta.

Mesosfääri ulottuu 40-80 kilometrin korkeuteen. Ilman tiheys tässä kerroksessa on 200 kertaa pienempi kuin maan pinnan tiheys.

Ionosfääri sijaitsee 80 km:n korkeudessa ja koostuu pääasiassa varautuneista (ionisoiduista) happiatomeista, varautuneista typpioksidimolekyyleistä ja vapaista elektroneista.

Eksosfääri edustaa ilmakehän ulompia kerroksia ja alkaa 800 ... 1000 km:n korkeudelta maan pinnasta. Näitä kerroksia kutsutaan myös sirontapalloksi, koska siellä kaasuhiukkaset liikkuvat mukana suuri nopeus ja voi paeta avaruuteen.

Tunnelma Se on yksi välttämättömistä elämän tekijöistä maapallolla. Auringon säteet, jotka kulkevat ilmakehän läpi, ovat hajallaan, samoin kuin osittain absorboituvat ja heijastuvat. Vesihöyry ja hiilidioksidi imevät lämpösäteitä erityisen voimakkaasti. Liikkuminen aurinkoenergian vaikutuksen alaisena ilmamassat ilmasto muodostuu. Ilmakehästä putoava sade on maaperän muodostustekijä ja elämänlähde kasvi- ja eläinorganismeille. Ilmakehän sisältämä hiilidioksidi viherkasvien fotosynteesin prosessissa muuttuu orgaaniseksi aineeksi, ja happi palvelee eliöiden hengittämistä ja oksidatiiviset prosessit esiintyy niissä. Ilmakehän typen merkitys, jonka typpeä sitovat mikro-organismit vangitsevat, toimii osana kasvien ravintoa ja osallistuu proteiiniaineiden muodostumiseen.

Vaikutuksen alaisena ilmakehän ilmaa kivien ja mineraalien rapautuminen ja maaperän muodostusprosessit tapahtuvat.

Hydrosfääri. Suurin osa maapallon pinta-alasta on Maailman valtameri, joka yhdessä järvien, jokien ja muiden maanpinnalla olevien vesistöjen kanssa vie 5/8 sen pinta-alasta. Kaikki maapallon vedet, jotka sijaitsevat valtamerissä, merissä, joissa, järvissä, suissa sekä pohjavedet, muodostavat hydrosfäärin. Maan pinnan 510 miljoonasta km 2:stä 361 miljoonaa km 2 (71 %) putoaa Maailman valtamerelle ja vain 149 miljoonaa km 2 (29 %) on maalla.

Maan pintavedet yhdessä jäävesien kanssa muodostavat noin 25 miljoonaa km 3 eli 55 kertaa vähemmän kuin maailman valtameren tilavuus. Noin 280 tuhatta km 3 vettä on keskittynyt järviin, joista noin puolet on tuoreita järviä ja toinen puoli on järviä, joiden vesistö on vaihtelevaa. Joet sisältävät vain 1,2 tuhatta km 3 eli alle 0,0001% kokonaisvesivarannosta.

Avoimien altaiden vedet ovat jatkuvassa kierrossa, mikä yhdistää kaikki hydrosfäärin osat litosfääriin, ilmakehään ja biosfääriin.

Ilmakehän kosteus osallistuu aktiivisesti vedenvaihtoon, tilavuudella 14 tuhatta km 3 se muodostaa 525 tuhatta km 3 sademäärää Maahan, ja koko ilmakehän kosteusmäärä muuttuu 10 päivän välein tai 36 kertaa vuoden aikana.

Veden haihtuminen ja ilmakehän kosteuden tiivistyminen tuottavat makeaa vettä maapallolle. Valtamerten pinnasta haihtuu vuosittain noin 453 tuhatta km 3 vettä.

Ilman vettä planeettamme olisi paljas kivi pallo vailla maaperää ja kasvillisuutta. Vesi on miljoonien vuosien ajan tuhonnut kiviä ja muuttanut niistä roskaa, ja kasvillisuuden ja eläinten ilmaantuessa se on myötävaikuttanut maaperän muodostumiseen.

Biosfääri. Biosfäärin koostumus sisältää maanpinnan, ilmakehän alemmat kerrokset ja koko hydrosfäärin, jossa elävät organismit ovat yleisiä. V. I. Vernadskyn opetusten mukaan biosfääri ymmärretään Maan kuoreksi, jonka koostumuksen, rakenteen ja energian määrää elävien organismien toiminta. V. I. Vernadsky huomautti, että "ei ole olemassa kemiallinen voima pysyvämpi, siis tehokkaampi kuin elävät organismit kokonaisuutena tarkasteltuna. Elämä biosfäärissä kehittyy poikkeuksellisen monimuotoisena maaperässä, ilmakehän alemmissa kerroksissa ja hydrosfäärissä asuvien organismien muodossa. Vihreiden kasvien fotosynteesin ansiosta aurinkoenergia kertyy biosfääriin orgaanisten yhdisteiden muodossa. Koko joukko eläviä organismeja varmistaa kemiallisten alkuaineiden kulkeutumisen maaperässä, ilmakehässä ja hydrosfäärissä. Elävien organismien vaikutuksesta maaperässä tapahtuu kaasunvaihto-, hapetus- ja pelkistysreaktioita. Ilmakehän synty kokonaisuutena liittyy organismien kaasunvaihtotoimintoon. Ilmakehän fotosynteesiprosessissa tapahtui vapaan hapen muodostumista ja kertymistä.

Organismien toiminnan vaikutuksesta kivien rapautuminen ja maaperän muodostusprosessit kehittyvät. Maaperän bakteerit ovat mukana rikinpoisto- ja denitrifikaatioprosesseissa, jolloin muodostuu rikkivetyä, rikkiyhdisteitä, N(II)oksidia, metaania ja vetyä. Kasvikudosten rakentaminen johtuu kasvien biogeenisten elementtien selektiivisestä imeytymisestä. Kun kasvit kuolevat, nämä elementit kerääntyvät maaperän ylempään horisonttiin.

Biosfäärissä tapahtuu kaksi aineiden ja energian kiertoa, jotka ovat vastakkaisia ​​niiden suunnassa.

Suuri tai geologinen kierto tapahtuu aurinkoenergian vaikutuksesta. Veden kiertokulkuun kuuluvat maan kemialliset alkuaineet, jotka joutuvat jokiin, meriin ja valtameriin, missä ne laskeutuvat sedimenttikivien mukana. Tämä on peruuttamaton tärkeimpien kasviravinteiden (typpi, fosfori, kalium, kalsium, magnesium, rikki) sekä hivenaineiden häviäminen maaperästä.

Pieni eli biologinen kiertokulku tapahtuu järjestelmässä maa - kasvit - maaperä, kun taas kasvien ravinteet poistetaan geologisesta kierrosta ja varastoidaan humukseen. Biologisessa kierrossa tapahtuu kiertokulkuja, jotka liittyvät happeen, hiileen, typen, fosforin ja vedyn kanssa, jotka jatkuvat kasveissa ja ympäristössä. Jotkut niistä vedetään pois biologisesta kierrosta ja siirtyvät geokemiallisten prosessien vaikutuksesta sedimenttikiviin tai siirretään valtamereen. Maatalouden tehtävänä on luoda sellaisia ​​agroteknisiä järjestelmiä, joihin ei pääse biogeenisiä alkuaineita geologinen kiertokulku, mutta ne kiinnittyvät biologiseen kiertokulkuun ylläpitäen maaperän hedelmällisyyttä.

Biosfääri koostuu biokenoosista, joka on homogeeninen alue, jolla on samantyyppinen kasviyhteisö sekä siinä asuvat eläinlajit, mukaan lukien mikro-organismit. Biogeocenoosille on ominaista sen tyypillinen maaperä, vesistö, mikroilmasto ja topografia. Luonnollinen biogeocenoosi on suhteellisen vakaa, sille on ominaista itsesäätelykyky. Biogeocenoosiin kuuluvat lajit sopeutuvat toisiinsa ja ympäristöön. Tämä on monimutkainen suhteellisen vakaa mekanismi, joka pystyy vastustamaan ympäristön muutoksia itsesäätelyn kautta. Jos muutokset biogeosenoosissa ylittävät niiden itsesäätelykyvyn, tämän ekologisen järjestelmän peruuttamaton hajoaminen voi tapahtua.

Maatalousmaat ovat keinotekoisesti järjestettyjä biogeosenoosia (agrobiokenoosia). Agrobiokenoosien tehokas ja järkevä käyttö, niiden kestävyys ja tuottavuus riippuvat alueen asianmukaisesta järjestämisestä, viljelyjärjestelmästä ja muusta sosioekonomisesta toiminnasta. Tarjota optimaalinen vaikutus maaperässä ja kasveissa on tarpeen tietää kaikki biogeocenoosin suhteet eikä häiritä siinä kehittynyttä ekologista tasapainoa.

Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Lähetetty http://www.allbest.ru/

Johdanto

Ihmisväestön nopea kasvu ja sen tieteellinen ja tekninen laitteisto ovat muuttaneet maan tilannetta radikaalisti. Jos lähimenneisyydessä kaikki ihmisen toiminta ilmeni negatiivisesti vain rajoitetuilla, vaikkakin lukuisilla alueilla ja iskuvoima oli verraten pienempi kuin voimakas aineiden kierto luonnossa, niin nyt luonnollisten ja ihmisperäisten prosessien mittakaavat ovat tulleet vertailukelpoisiksi. Niiden välinen suhde jatkaa muuttumistaan ​​kiihtymisen myötä kohti ihmistoiminnan biosfääriin kohdistuvan vaikutuksen voiman lisääntymistä.

Ennalta-arvaamattomien muutosten vaara biosfäärin vakaassa tilassa, johon ne ovat historiallisesti sopeutuneet luonnollisia yhteisöjä ja lajit, mukaan lukien ihminen itse, ovat niin mahtavia säilyttäen samalla tavanomaiset hallintatavat, että maapallolla asuvat nykyiset sukupolvet ovat kohdanneet tehtävän parantaa kiireellisesti kaikkia elämänsä osa-alueita sen mukaan, että on säilytettävä olemassa oleva aineiden kierto. ja energia biosfäärissä. Lisäksi ympäristömme laajalle levinnyt saastuminen erilaisilla aineilla, jotka ovat joskus täysin vieraita ihmiskehon normaalille olemassaololle, muodostavat vakavan vaaran terveydellemme ja tulevien sukupolvien hyvinvoinnille.

ilmakehän hydrosfääri litosfäärin saastuminen

1. Ilman saastuminen

Ilmakehän ilma on tärkein elämää ylläpitävä luonnonympäristö ja se on ilmakehän pintakerroksen kaasujen ja aerosolien seos, joka muodostuu Maan evoluution, ihmisen toiminnan aikana ja sijaitsee asuin-, teollisuus- ja muiden tilojen ulkopuolella. tuloksia ympäristötutkimus Sekä Venäjällä että ulkomailla osoittavat yksiselitteisesti, että pintailmakehän saastuminen on voimakkain, jatkuvasti vaikuttava tekijä, joka vaikuttaa ihmisiin, ravintoketjuun ja ympäristöön. Ilmakehän ilmalla on rajoittamaton kapasiteetti, ja se toimii liikkuvimpana, kemiallisesti aggressiivisimpana ja kaiken läpäisevänä vuorovaikutusaineena lähellä biosfäärin, hydrosfäärin ja litosfäärin komponenttien pintaa.

AT viime vuodet saatiin tietoa ilmakehän otsonikerroksen merkittävästä roolista biosfäärin säilymisen kannalta. Se absorboi auringon ultraviolettisäteilyä, joka on haitallista eläville organismeille ja muodostaa lämpöesteen noin 40 km korkeudessa, mikä estää maan pinnan jäähtyminen.

Ilmakehä ei vaikuta voimakkaasti vain ihmisiin ja eliöstöön, vaan myös hydrosfääriin, maaperään ja kasvillisuuteen, geologiseen ympäristöön, rakennuksiin, rakenteisiin ja muihin ihmisen tekemiin esineisiin. Siksi ilmakehän ilman ja otsonikerroksen suojelu on tärkein ympäristöongelma ja siihen kiinnitetään erityistä huomiota kaikessa kehitysmaat.

Saastunut pintailmakehä aiheuttaa keuhkojen, kurkun ja ihon syöpää, keskushermoston häiriöitä hermosto, allergiset ja hengityselinten sairaudet, vastasyntyneiden epämuodostumat ja monet muut sairaudet, joiden luettelon määräävät ilman epäpuhtaudet ja niiden yhteisvaikutukset ihmiskehoon. Venäjällä ja ulkomailla tehtyjen erityistutkimusten tulokset ovat osoittaneet, että väestön terveyden ja ilmakehän laadun välillä on läheinen myönteinen yhteys.

Ilmakehän hydrosfääriin vaikuttavat pääasialliset tekijät ovat sateet sateen ja lumen muodossa, alempi tutkinto savua, sumua. Maan pinta- ja pohjavedet ovat pääosin ilmakehän ravinteita, minkä seurauksena niiden kemiallinen koostumus riippuu pääasiassa ilmakehän tilasta.

Saastuneen ilmakehän negatiivinen vaikutus maaperään ja kasvillisuuden peittoon liittyy sekä happaman sateen saostumiseen, joka huuhtouttaa kalsiumia, humusta ja hivenaineita maaperästä, että fotosynteesiprosessien häiriintymiseen, mikä johtaa kasvun hidastumiseen. ja kasvien kuolema. Yliherkkyys puiden (erityisesti koivujen, tammien) ilmansaasteita on havaittu jo pitkään. Molempien tekijöiden yhteisvaikutus johtaa huomattavaan maaperän hedelmällisyyden laskuun ja metsien katoamiseen. Ilmakehän happamia sateita pidetän nykyään voimakkaana tekijänä paitsi kivien rapautumisessa ja kantavan maaperän laadun heikkenemisessä, myös ihmisen tekemien esineiden, mukaan lukien kulttuurimuistomerkkien ja maalinjojen, kemiallisessa tuhoutumisessa. Monet taloudellisesti kehittyneet maat toteuttavat parhaillaan ohjelmia happosaostumisongelman ratkaisemiseksi. Osana National Acid Rainfall Assessment Programme -ohjelmaa, joka perustettiin vuonna 1980, monet Yhdysvaltain liittovaltion virastot alkoivat rahoittaa happosateita aiheuttavia ilmakehän prosesseja koskevaa tutkimusta arvioidakseen viimeksi mainitun vaikutusta ekosysteemeihin ja kehittääkseen asianmukaisia ​​suojelutoimenpiteitä. Kävi ilmi, että happosateella on monipuolinen vaikutus ympäristöön ja se on seurausta ilmakehän itsepuhdistumisesta (pesusta). Tärkeimmät happamat aineet ovat laimeat rikki- ja typpihapot, jotka muodostuvat rikin ja typen oksidien hapetusreaktioissa vetyperoksidin mukana.

Ilmansaasteiden lähteet

Vastaanottaja luonnollisia lähteitä saasteita ovat: tulivuorenpurkaukset, pölymyrskyt, metsäpalot, avaruudesta peräisin oleva pöly, merisuolahiukkaset, kasvi-, eläin- ja mikrobiologiset tuotteet. Tällaisen saastumisen tasoa pidetään taustana, joka muuttuu vain vähän ajan myötä.

Pääasiallinen luonnollinen pintailmakehän saastumisprosessi on Maan vulkaaninen ja nestemäinen toiminta Suuret purkaukset tulivuoret johtavat maailmanlaajuiseen ja pitkäaikaiseen ilmakehän saastumiseen, kuten kronikot ja nykyaikaiset havaintotiedot osoittavat (Pinatubo-vuoren purkaus Filippiineillä vuonna 1991). Tämä johtuu siitä, että ilmakehän korkeisiin kerroksiin pääsee välittömästi valtavia määriä kaasuja, jotka nopeutuvat ilmavirrat kerääntyvät korkealla ja leviävät nopeasti ympäri maapalloa. Ilmakehän saastuneen tilan kesto suurten tulivuorenpurkausten jälkeen saavuttaa useita vuosia.

Ihmistoiminnan aiheuttamat saastelähteet ovat ihmisen toiminnan aiheuttamia. Näihin tulisi kuulua:

1. Fossiilisten polttoaineiden polttaminen, johon liittyy 5 miljardin tonnin hiilidioksidipäästöt vuodessa. Tämän seurauksena 100 vuoden aikana (1860 - 1960) hiilidioksidipitoisuus on noussut 18 % (0,027:stä 0,032 prosenttiin), ja näiden päästöjen määrät ovat lisääntyneet merkittävästi viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana. Tällaisilla nopeuksilla vuoteen 2000 mennessä hiilidioksidin määrä ilmakehässä on vähintään 0,05 %.

2. Lämpövoimalaitosten toiminta, kun rikkidioksidin ja polttoöljyn vapautumisen seurauksena syntyy happosadetta runsasrikkisten hiilen palamisen yhteydessä.

3. Nykyaikaisten suihkuturbiinilentokoneiden pakokaasut, joissa on typen oksideja ja kaasumaisia ​​fluorihiilivetyjä aerosoleista, jotka voivat vahingoittaa ilmakehän otsonikerrosta (otsonosfääriä).

4. Tuotantotoiminta.

5. Suspendoituneiden hiukkasten aiheuttama saastuminen (murskattaessa, pakattaessa ja lastattaessa, kattilahuoneista, voimalaitoksista, kaivoskuiluista, louhoksista jätettä poltettaessa).

6. Yritysten erilaisten kaasujen päästöt.

7. Polttoaineen polttaminen soihdutusuuneissa, jolloin muodostuu suurin epäpuhtaus - hiilimonoksidi.

8. Polttoaineen palaminen kattiloissa ja ajoneuvojen moottoreissa, johon liittyy savusumua aiheuttavien typen oksidien muodostumista.

9. Ilmanvaihtopäästöt (kaivoskuilut).

10. Ilmanvaihdon päästöt, joissa on liiallinen otsonipitoisuus, huoneista, joissa on korkean energian laitteistoja (kiihdyttimiä, ultraviolettilähteitä ja ydinreaktoreita) MPC:llä työhuoneissa 0,1 mg/m3. AT suuria määriä otsoni on erittäin myrkyllinen kaasu.

Polttoaineen palamisprosessien aikana ilmakehän pintakerroksen voimakkain saastuminen tapahtuu megakaupungeissa ja suurkaupungit, teollisuuskeskuksia moottoriajoneuvojen, lämpövoimaloiden, kattilahuoneiden ja muiden hiilellä, polttoöljyllä, dieselpolttoaineella toimivien voimalaitosten laajan jakelun vuoksi, maakaasu ja bensaa. Ajoneuvojen osuus ilmansaasteiden kokonaismäärästä on täällä 40-50 %. Voimakas ja äärimmäisen vaarallinen ilmansaastetekijä ovat ydinvoimaloiden katastrofit (Tšernobylin onnettomuus) ja testit ydinaseet ilmakehässä. Tämä johtuu sekä radionuklidien nopeasta leviämisestä pitkiä matkoja että alueen pitkäaikaisesta saastumisesta.

Kemian- ja biokemianteollisuuden suuri vaara piilee mahdollisissa hätäpäästöissä ilmakehään erittäin myrkylliset aineet sekä mikrobit ja virukset, jotka voivat aiheuttaa epidemioita väestön ja eläinten keskuudessa.

Tällä hetkellä pintailmakehässä on useita kymmeniä tuhansia ihmisen toiminnasta peräisin olevia saasteita. Teollisuuden ja maataloustuotannon jatkuvan kasvun vuoksi ilmaantuu uusia kemiallisia yhdisteitä, myös erittäin myrkyllisiä. Tärkeimmät ihmisen aiheuttamat ilmansaasteet ovat suurten rikin, typen, hiilen, pölyn ja noen oksidien lisäksi monimutkaiset orgaaniset, orgaaniset kloori- ja nitroyhdisteet, ihmisen aiheuttamat radionuklidit, virukset ja mikrobit. Vaarallisimpia ovat dioksiini, bents(a)pyreeni, fenolit, formaldehydi ja hiilidisulfidi, jotka ovat laajalle levinneitä Venäjän ilmaalueella. Kiinteitä suspendoituneita hiukkasia edustavat pääasiassa noki, kalsiitti, kvartsi, hydromika, kaoliniitti, maasälpä, harvemmin sulfaatit, kloridit. Lumipölystä löydettiin erityisesti kehitetyillä menetelmillä oksideja, sulfaatteja ja sulfiitteja, raskasmetallien sulfideja sekä seoksia ja metalleja natiivimuodossa.

Länsi-Euroopassa etusijalla on 28 erityisen vaarallista kemiallista alkuainetta, yhdistettä ja niiden ryhmää. Ryhmään eloperäinen aine sisältää akryylin, nitriilin, bentseenin, formaldehydin, styreenin, tolueenin, vinyylikloridin, ei-orgaaniset - raskasmetallit (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), kaasut (hiilimonoksidi, rikkivety, typpi ja rikin oksidit, radon, otsoni), asbesti. Pääosin myrkyllinen vaikutus renderöi lyijyä, kadmiumia. Intensiivinen paha haju sisältää hiilidisulfidia, rikkivetyä, styreeniä, tetrakloorietaania, tolueenia. Rikin ja typen oksidien iskuhalo ulottuu pitkiä matkoja. Edellä mainitut 28 ilmansaastetta sisältyvät kansainväliseen mahdollisesti myrkyllisten kemikaalien rekisteriin.

Tärkeimmät sisäilman epäpuhtaudet ovat pöly ja tupakansavu, hiilimonoksidi ja hiilidioksidi, typpidioksidi, radon ja raskasmetallit, hyönteismyrkyt, deodorantit, synteettiset pesuaineet, lääkeaerosolit, mikrobit ja bakteerit. Japanilaiset tutkijat ovat osoittaneet, että keuhkoastma voi liittyä kotimaisten punkkien esiintymiseen asuntojen ilmassa.

Ilmakehälle on ominaista erittäin korkea dynaamisuus, joka johtuu sekä ilmamassojen nopeasta liikkeestä sivusuunnassa ja pystysuunnassa että suurista nopeuksista, erilaisista siinä tapahtuvista fysikaalisista ja kemiallisista reaktioista. Ilmakehä nähdään nykyään valtavana "kemiallisena padana", johon vaikuttavat lukuisat ja vaihtelevat antropogeeniset ja luonnolliset tekijät. Ilmakehään vapautuvat kaasut ja aerosolit ovat erittäin reaktiivisia. Polttoaineen palamisen aikana syntyvä pöly ja noki, metsäpalot imevät itseensä raskasmetalleja ja radionuklideja ja voivat pinnalle laskeutuessaan saastuttaa laajoja alueita ja päästä ihmiskehoon hengitysteiden kautta.

Lyijyn ja tinan yhteiskertyvyys Euroopan Venäjän pintailmakehän kiinteisiin suspendoituneisiin hiukkasiin on paljastunut; kromi, koboltti ja nikkeli; strontium, fosfori, skandium, harvinaiset maametallit ja kalsium; beryllium, tina, niobium, volframi ja molybdeeni; litium, beryllium ja gallium; barium, sinkki, mangaani ja kupari. Raskasmetallien suuret pitoisuudet lumipölyssä johtuvat sekä niiden mineraalifaasien läsnäolosta, joka muodostuu hiilen, polttoöljyn ja muiden polttoaineiden palaessa, että noen, kaasumaisten yhdisteiden, kuten tinahalogenidien, savihiukkasten sorptiosta.

Kaasujen ja aerosolien "elinikä" ilmakehässä vaihtelee hyvin laajalla alueella (1 - 3 minuutista useisiin kuukausiin) ja riippuu pääasiassa niiden kemiallisesta koon stabiilisuudesta (aerosolit) ja reaktiivisten komponenttien (otsoni, vety) läsnäolosta. peroksidi jne.).

Pintailmakehän tilan arvioiminen ja varsinkin ennustaminen on hyvin monimutkainen ongelma. Tällä hetkellä hänen tilaansa arvioidaan pääosin normatiivisen lähestymistavan mukaan. Myrkyllisten kemikaalien MPC-arvot ja muut vakioilmanlaatuindikaattorit on annettu monissa hakukirjoissa ja ohjeissa. Tällaisissa Eurooppaa koskevissa ohjeissa otetaan huomioon saasteiden myrkyllisyyden (karsinogeeniset, mutageeniset, allergeeniset ja muut vaikutukset) lisäksi niiden esiintyvyys ja kyky kertyä ihmiskehoon ja ravintoketjuun. Normatiivisen lähestymistavan haitat - epäluotettavuus hyväksytyt arvot MPC ja muut indikaattorit johtuen niiden empiirisen havaintopohjan huonosta kehityksestä, epäpuhtauksien yhteisvaikutuksen huomioimatta jättämisestä ja ilmakehän pintakerroksen tilan äkillisistä muutoksista ajassa ja tilassa. Kiinteitä pylväitä ilmaalueen valvontaan on vähän, eivätkä ne mahdollista sen kunnon riittävää arviointia suurissa teollisuus- ja kaupunkikeskuksissa. Neuloja, jäkälää ja sammalta voidaan käyttää pintailmakehän kemiallisen koostumuksen indikaattoreina. Käytössä alkuvaiheessa liittyvien radioaktiivisten kontaminaatiokeskusten havaitseminen Tshernobylin onnettomuus, tutki männyn neuloja, joilla on kyky kerääntyä radionuklideja ilmaan. Havupuiden neulasten punoitus kaupunkien savusumun aikana tunnetaan laajalti.

Herkin ja luotettavin pintailmakehän tilan indikaattori on lumipeite, joka kerää epäpuhtauksia suhteellisen pitkän ajan kuluessa ja mahdollistaa pöly- ja kaasupäästöjen lähteiden sijainnin määrittämisen indikaattoreita käyttämällä. Lumisade sisältää epäpuhtauksia, joita ei saada talteen suorilla mittauksilla tai laskennallisilla pöly- ja kaasupäästötiedoilla.

Vastaanottaja lupaavia alueita suurten teollisuus-kaupungistuneiden alueiden pintailmakehän tilan arviointiin kuuluu monikanavainen kaukokartoitus. Tämän menetelmän etuna on kyky karakterisoida suuria alueita. Tähän mennessä on kehitetty menetelmiä ilmakehän aerosolipitoisuuden arvioimiseksi. Tieteellisen ja teknologisen kehityksen ansiosta voimme toivoa tällaisten menetelmien kehittymistä suhteessa muihin epäpuhtauksiin.

Pintailmakehän tilan ennuste tehdään monimutkaisen tiedon perusteella. Näitä ovat ensisijaisesti seurantahavaintojen tulokset, epäpuhtauksien kulkeutumis- ja muuntumismallit ilmakehässä, ihmisperäisten ja luonnollisten saastumisprosessien piirteet tutkimusalueen ilma-altaan ilmansaasteissa, meteorologisten parametrien, kohokuvion ja muiden tekijöiden vaikutus leviämiseen. ympäristön saasteista. Tätä tarkoitusta varten tietylle alueelle kehitetään heuristisia malleja pintailmakehän muutoksista ajassa ja tilassa. Suurin menestys tämän ratkaisemisessa vaikea ongelma saavutetaan niille alueille, joilla ydinvoimalaitokset sijaitsevat. Tällaisten mallien soveltamisen lopputulos on kvantifiointi ilman pilaantumisriskiä ja sen hyväksyttävyyden arviointia sosioekonomisesta näkökulmasta.

Ilmakehän kemiallinen saastuminen

Ilman pilaantuminen tulee ymmärtää sen koostumuksen muutoksena, kun luonnosta tai ihmistoiminnasta peräisin olevia epäpuhtauksia pääsee sisään. Epäpuhtauksia on kolmenlaisia: kaasut, pöly ja aerosolit. Jälkimmäiset sisältävät hajallaan hiukkasia vapautuu ilmakehään ja siinä pitkä aika tasapainoisessa tilassa.

Tärkeimmät ilmansaasteet ovat hiilidioksidi, hiilimonoksidi, rikki ja typpidioksidi sekä pienet kaasukomponentit, jotka voivat vaikuttaa troposfäärin lämpötilajärjestelmään: typpidioksidi, halohiilivedyt (freonit), metaani ja troposfäärin otsoni.

Suurin osa ilmansaasteiden korkeasta tasosta on rauta- ja ei-rautametallurgian, kemian ja petrokemian, rakennusteollisuuden, energia-, massa- ja paperiteollisuuden ja joissakin kaupungeissa kattilataloilla.

Saasteen lähteet - lämpövoimalaitokset, jotka yhdessä savun kanssa vapauttavat rikkidioksidia ja hiilidioksidia ilmaan, metallurgiset yritykset, erityisesti ei-rautametallien metallurgia, jotka vapauttavat typen oksideja, rikkivetyä, klooria, fluoria, ammoniakkia, fosforiyhdisteitä, elohopean ja arseenin hiukkaset ja yhdisteet ilmaan; kemian- ja sementtitehtaita. Haitalliset kaasut pääsevät ilmaan teollisuuden tarpeisiin, kodin lämmitykseen, kuljetuksiin, polttamiseen sekä kotitalous- ja teollisuusjätteiden käsittelyyn käytettävien polttoaineiden polton seurauksena.

Ilmakehän epäpuhtaudet jaetaan primaarisiin, jotka tulevat suoraan ilmakehään, ja toissijaisiin, jotka johtuvat jälkimmäisen muuttumisesta. Joten ilmakehään tuleva rikkidioksidi hapettuu rikkihappoanhydridiksi, joka on vuorovaikutuksessa vesihöyryn kanssa ja muodostaa rikkihappopisaroita. Kun rikkihapon anhydridi reagoi ammoniakin kanssa, muodostuu ammoniumsulfaattikiteitä. Samoin saasteiden ja ilmakehän komponenttien välisten kemiallisten, fotokemiallisten, fysikaalis-kemiallisten reaktioiden seurauksena muodostuu muita toissijaisia ​​merkkejä. Pääasiallinen pyrogeenisen saastumisen lähde planeetalla ovat lämpövoimalaitokset, metallurgiset ja kemialliset yritykset, kattilalaitokset, jotka kuluttavat yli 170 prosenttia vuosittain tuotetuista kiinteistä ja nestemäisistä polttoaineista.

Autojen päästöt muodostavat suuren osan ilmansaasteista. Maapallolla käytetään nykyään noin 500 miljoonaa autoa, ja vuoteen 2000 mennessä niiden määrän odotetaan nousevan 900 miljoonaan. Vuonna 1997 Moskovassa ajettiin 2400 tuhatta autoa, standardi 800 tuhatta autoa olemassa olevilla teillä.

Tällä hetkellä osakkeessa maantiekuljetukset osuus kaikista haitallisista päästöistä ympäristöön on yli puolet, jotka ovat pääasiallinen ilmansaasteiden lähde erityisesti suurissa kaupungeissa. Keskimäärin ajettaessa 15 tuhatta km vuodessa jokainen auto polttaa 2 tonnia polttoainetta ja noin 26 - 30 tonnia ilmaa, mukaan lukien 4,5 tonnia happea, mikä on 50 kertaa enemmän kuin ihmisen tarpeet. Samaan aikaan auto päästää ilmakehään (kg/vuosi): hiilimonoksidia - 700, typpidioksidia - 40, palamattomia hiilivetyjä - 230 ja kiintoaineita - 2 - 5. Lisäksi käytön seurauksena vapautuu monia lyijyyhdisteitä. enimmäkseen lyijyllistä bensiiniä.

Havainnot ovat osoittaneet, että päätien läheisyydessä (enintään 10 m) sijaitsevissa taloissa asukkaat sairastuvat syöpään 3-4 kertaa useammin kuin 50 m etäisyydellä tiestä olevissa taloissa. Myös liikenne myrkyttää vesistöjä, maaperää ja kasveja .

Polttomoottoreiden (ICE) myrkyllisiä päästöjä ovat pako- ja kampikammiokaasut, kaasuttimesta ja polttoainesäiliöstä tulevat polttoainehöyryt. Suurin osa myrkyllisistä epäpuhtauksista pääsee ilmakehään polttomoottoreiden pakokaasujen mukana. Kampikammiokaasujen ja polttoainehöyryjen myötä noin 45 % hiilivedyistä niiden kokonaispäästöistä pääsee ilmakehään.

Pakokaasujen osana ilmakehään joutuvien haitallisten aineiden määrä riippuu ajoneuvojen yleisestä teknisestä kunnosta ja erityisesti moottorista - suurimman saastumisen lähteestä. Joten, jos kaasuttimen säätöä rikotaan, hiilimonoksidipäästöt lisääntyvät 4 ... 5 kertaa. Lyijypitoisen bensiinin käyttö, jonka koostumuksessa on lyijyyhdisteitä, saastuttaa ilmaa erittäin myrkyllisillä lyijyyhdisteillä. Noin 70 % etyylinesteen kanssa bensiiniin lisätystä lyijystä pääsee ilmakehään pakokaasujen mukana yhdisteinä, joista 30 % laskeutuu maahan heti auton pakoputken katkaisun jälkeen, 40 % jää ilmakehään. Yksi keskiraskas kuorma-auto vapauttaa lyijyä 2,5...3 kg vuodessa. Lyijyn pitoisuus ilmassa riippuu bensiinin lyijypitoisuudesta.

On mahdollista estää erittäin myrkyllisten lyijyyhdisteiden pääsy ilmakehään korvaamalla lyijypitoinen bensiini lyijyttömällä.

Kaasuturbiinimoottorien pakokaasut sisältävät myrkyllisiä komponentteja kuten hiilimonoksidia, typen oksideja, hiilivetyjä, nokea, aldehydejä jne. Myrkyllisten komponenttien pitoisuus palamistuotteissa riippuu merkittävästi moottorin käyttötavasta. Korkeat hiilimonoksidin ja hiilivetyjen pitoisuudet ovat tyypillisiä kaasuturbiinien propulsiojärjestelmille (GTPU) alennettujen tilojen aikana (joutokäynnillä, rullauksessa, lentokentän lähestyessä, laskeutumislähestymisessä), kun taas typen oksidien pitoisuus kasvaa merkittävästi, kun käytetään toimintatiloja lähellä nimellisarvoa ( nousu, nousu, lentotila).

Kaasuturbiinimoottoristen lentokoneiden myrkyllisten aineiden kokonaispäästöt ilmakehään kasvavat jatkuvasti, mikä johtuu polttoaineen kulutuksen kasvusta jopa 20...30 t/h ja käytössä olevien lentokoneiden määrän jatkuvasta kasvusta. GTDU:n vaikutus otsonikerrokseen ja hiilidioksidin kertymiseen ilmakehään havaitaan.

GGDU-päästöt vaikuttavat eniten elinoloihin lentoasemilla ja testiasemien lähialueilla. Vertailevat tiedot lentokenttien haitallisten aineiden päästöistä viittaavat siihen, että kaasuturbiinimoottorien tulot ilmakehän pintakerrokseen ovat prosentteina: hiilimonoksidi - 55, typen oksidit - 77, hiilivedyt - 93 ja aerosolit - 97. Loput päästöt aiheuttavat polttomoottorilla varustettuja maa-ajoneuvoja.

Rakettipropulsiojärjestelmillä varustettujen ajoneuvojen aiheuttamaa ilmansaastetta esiintyy pääasiassa niiden käytön aikana ennen laukaisua, lentoonlähdön aikana, maatesteissä tuotannon aikana tai korjauksen jälkeen, polttoaineen varastoinnin ja kuljetuksen aikana. Palamistuotteiden koostumus tällaisten moottoreiden käytön aikana määräytyy polttoainekomponenttien koostumuksen, palamislämpötilan sekä molekyylien dissosiaatio- ja rekombinaatioprosessien perusteella. Palamistuotteiden määrä riippuu propulsiojärjestelmien tehosta (työntövoimasta). Kiinteiden polttoaineiden palamisen aikana palamisesta vapautuu vesihöyryä, hiilidioksidia, klooria, suolahappohöyryä, hiilimonoksidia, typpioksidia sekä Al2O3-kiinteitä hiukkasia, joiden keskikoko on 0,1 mikronia (joskus jopa 10 mikronia). kammio.

Laukaistuna rakettimoottorit eivät vaikuta haitallisesti vain ilmakehän pintakerrokseen, vaan myös ulkoavaruuteen tuhoten Maan otsonikerroksen. Otsonikerroksen tuhoutumisen laajuus määräytyy rakettijärjestelmien laukaisujen lukumäärän ja yliäänikoneiden lentojen intensiteetin mukaan.

Ilmailu- ja rakettitekniikan kehityksen sekä lentokoneiden ja rakettimoottoreiden intensiivisen käytön yhteydessä muilla kansantalouden sektoreilla haitallisten epäpuhtauksien kokonaispäästöt ilmakehään ovat lisääntyneet merkittävästi. Nämä moottorit muodostavat kuitenkin enintään 5 % kaikista ajoneuvotyypeistä ilmakehään joutuvista myrkyllisistä aineista.

Ilmakehän ilma on yksi tärkeimmistä ympäristön tärkeimmistä elementeistä.

Laki "O6 ilmakehän ilman suojelusta" kattaa ongelman kattavasti. Hän tiivisti aikaisempina vuosina kehitetyt vaatimukset ja perusteli itseään käytännössä. Esimerkiksi sellaisten sääntöjen käyttöönotto, joissa kielletään tuotantolaitosten (äskettäin perustettujen tai kunnostettujen) käyttöönotto, jos niistä tulee käytön aikana saasteita tai muita kielteisiä vaikutuksia ilmakehän ilmaan. Sain edelleen kehittäminen säännöt ilman epäpuhtauksien enimmäispitoisuuksien sääntelemisestä.

Valtion terveyslainsäädäntö vain ilmakehän ilmaa varten vahvisti MPC-arvot useimmille kemikaaleille, joilla on eristetty vaikutus, ja niiden yhdistelmille.

Hygieniastandardit ovat valtion vaatimus yritysjohtajille. Terveysministeriön valtion terveysvalvonnan elinten olisi valvottava niiden täytäntöönpanoa valtion komitea ekologiasta.

Ilmakehän ilman terveydellisen suojelun kannalta erittäin tärkeää on uusien ilmansaasteiden lähteiden tunnistaminen, ottamalla huomioon suunnitellut, rakenteilla olevat ja kunnostetut tilat, jotka saastuttavat ilmaa, sekä valvoa kaupunkien, kaupunkien ja teollisuuden yleissuunnitelmien kehittämistä ja toteuttamista. teollisuusyritysten ja terveyssuojavyöhykkeiden sijainnin kannalta.

Ilman suojelua koskevassa laissa säädetään vaatimuksista, jotka koskevat standardien asettamista ilmakehään saastuttavien aineiden enimmäispäästöille. Tällaiset standardit vahvistetaan jokaiselle kiinteälle saastelähteelle, jokaiselle ajoneuvomallille ja muille liikkuville ajoneuvoille ja laitteistoille. Ne määritetään siten, että kaikkien saastelähteiden haitalliset kokonaispäästöt tietyllä alueella eivät ylitä ilman epäpuhtauksien MPC-standardeja. Suurimmat sallitut päästöt asetetaan vain suurimmat sallitut pitoisuudet huomioon ottaen.

Kasvinsuojeluaineiden, kivennäislannoitteiden ja muiden valmisteiden käyttöä koskevat lain vaatimukset ovat erittäin tärkeitä. Kaikki lainsäädännölliset toimenpiteet muodostavat ennaltaehkäisevän järjestelmän, jonka tarkoituksena on ehkäistä ilman pilaantumista.

Laki ei ainoastaan ​​valvo vaatimustensa täyttämistä, vaan myös vastuuta niiden rikkomisesta. Erityinen artikla määrittelee julkisten organisaatioiden ja kansalaisten roolin ilmaympäristön suojelutoimien toteuttamisessa, velvoittaa heidät aktiivisesti edistämään valtion elimet näissä asioissa, koska vain laaja yleisön osallistuminen mahdollistaa tämän lain säännösten täytäntöönpanon. Siten siinä sanotaan, että valtio pitää erittäin tärkeänä ilmakehän ilman suotuisan tilan säilyttämistä, sen palauttamista ja parantamista, jotta varmistetaan ihmisille parhaat elinolot - heidän työnsä, elämänsä, virkistyksensä ja terveydensuojelunsa.

Yritykset tai niiden erilliset rakennukset ja rakenteet, joiden teknologiset prosessit ovat haitallisten ja epämiellyttävän hajuisten aineiden vapautumisen lähteenä ilmakehän ilmaan, on erotettu asuinrakennuksista terveyssuojavyöhykkeillä. Yritysten ja tilojen terveyssuojavyöhykettä voidaan tarvittaessa ja asianmukaisesti perustellussa korottaa enintään 3 kertaa seuraavista syistä riippuen: a) toteutettavien tai mahdollisten ilmakehään joutuvien päästöjen puhdistusmenetelmien tehokkuus; b) keinojen puute puhdistaa päästöjä; c) asuinrakennusten sijoittaminen tarvittaessa suojan puolelle yritykseen nähden mahdollisen ilman pilaantumisen vyöhykkeelle; d) tuuliruusut ja muut epäsuotuisat paikalliset olosuhteet (esimerkiksi toistuva hiljaisuus ja sumu); e) uusien, toistaiseksi riittämättömästi tutkittujen, terveydelle vaarallisten teollisuudenalojen rakentaminen.

Terveyssuojavyöhykkeiden mitat yksittäisiä ryhmiä tai komplekseja suuria yrityksiä kemian-, öljynjalostus-, metallurgia-, koneenrakennus- ja muu teollisuus sekä lämpövoimalat, joiden päästöt aiheuttavat suuria pitoisuuksia erilaisia ​​haitallisia aineita ilmaan ja joilla on erityisen haitallinen vaikutus maan terveyteen sekä saniteetti- ja hygieenisiin elinoloihin. väestöstä, määritetään kussakin tapauksessa Venäjän terveysministeriön ja Gosstroyn yhteisen päätöksen mukaisesti.

Terveyssuojeluvyöhykkeiden tehokkuuden lisäämiseksi niiden alueelle istutetaan puita, pensaita ja ruohomaista kasvillisuutta, mikä vähentää teollisuuspölyn ja kaasujen pitoisuutta. Ilmakehän ilmaa voimakkaasti kasvillisuudelle haitallisilla kaasuilla saastuttavien yritysten terveyssuojavyöhykkeillä tulisi kasvattaa kaasunkestävimpiä puita, pensaita ja ruohoja, ottaen huomioon teollisuuden päästöjen aggressiivisuus ja keskittyminen. Kemianteollisuuden yritysten päästöt (rikki- ja rikkihappoanhydridi, rikkivety, rikki-, typpi-, fluori- ja bromihapot, kloori, fluori, ammoniakki jne.), rauta- ja ei-rautametalliteollisuudesta, hiili- ja lämpövoimateollisuudesta ovat erityisen haitallisia kasvillisuudelle. .

2. Hydrosfääri

Vesi on aina ollut ja tulee olemaan edelleen erityinen asema joukossa luonnonvarat Maapallo. Tämä on tärkein luonnonvara, koska se on välttämätön ennen kaikkea ihmisen ja jokaisen elävän olennon elämälle. Ihminen ei käytä vettä vain jokapäiväisessä elämässä, vaan myös teollisuudessa ja maataloudessa.

Vesiympäristöä, joka sisältää pinta- ja pohjavedet, kutsutaan hydrosfääriksi. Pintavesi on keskittynyt pääasiassa Maailman valtamereen, joka sisältää noin 91 % kaikesta maapallon vedestä. Vesi meressä (94 %) ja maanalainen on suolaista. Makean veden määrä on 6 % maapallon kokonaisvedestä, ja hyvin pieni osa siitä on saatavilla paikoista, joihin on helppo päästä eroon. Suurin osa makeaa vettä on lumi, makean veden jäävuoret ja jäätiköt (1,7 %), jotka sijaitsevat pääasiassa eteläisen napapiirin alueilla, sekä syvällä maan alla (4 %).

Tällä hetkellä ihmiskunta käyttää 3,8 tuhatta kuutiometriä. km. vettä vuodessa, ja kulutus voidaan nostaa enintään 12 tuhanteen kuutiometriin. km. Nykyisellä vedenkulutuksen kasvuvauhdilla tämä riittää seuraaville 25-30 vuodelle. deflatoiva pohjavesi johtaa maaperän ja rakennusten vajoamiseen ja pohjaveden pinnan laskuun kymmenillä metreillä.

Vedellä on suuri merkitys teollisessa ja maataloustuotannossa. On hyvin tunnettua, että se on välttämätön ihmisen, kaikkien kasvien ja eläinten jokapäiväisiin tarpeisiin. Monille eläville olennoille se toimii elinympäristönä.

kaupungin kasvu, nopea kehitys teollisuus, maatalouden tehostaminen, kastelualueen merkittävä laajeneminen, kulttuuri- ja elinolojen paraneminen ja monet muut tekijät vaikeuttavat yhä enemmän vesihuollon ongelmaa.

Jokainen maapallon asukas kuluttaa keskimäärin 650 kuutiometriä. m vettä vuodessa (1780 litraa päivässä). Fysiologisten tarpeiden tyydyttämiseen riittää kuitenkin 2,5 litraa päivässä, ts. noin 1 cu. m vuodessa. Suuri määrä vettä tarvitaan maataloudessa (69 %) pääasiassa kasteluun; Teollisuus kuluttaa 23 prosenttia vedestä; 6 % kuluu jokapäiväiseen elämään.

Kun otetaan huomioon teollisuuden ja maatalouden vesitarpeet, vedenkulutus maassamme on 125-350 litraa päivässä per henkilö (Pietarissa 450 litraa, Moskovassa - 400 litraa).

Kehittyneissä maissa jokaisella asukkaalla on 200-300 litraa vettä päivässä. Samaan aikaan 60 prosentilla maasta ei ole tarpeeksi makeaa vettä. Neljännesosa ihmiskunnasta (noin 1,5 miljoonaa ihmistä) puuttuu juomavedestä ja 500 miljoonaa kärsii juomaveden puutteesta ja huonosta laadusta, mikä johtaa suolistosairauksiin.

Suurin osa kotitalouskäyttöön otetusta vedestä palautetaan jokiin jäteveden muodossa.

Työn tarkoitus: tarkastella pääasiallisia hydrosfäärin saastumisen lähteitä ja tyyppejä sekä jäteveden käsittelymenetelmiä.

Makean veden niukkuudesta on jo tulossa globaali ongelma. Teollisuuden ja maatalouden jatkuvasti kasvavat vesitarpeet pakottavat kaikki maailman maat, tiedemiehet etsimään erilaisia ​​keinoja tämän ongelman ratkaisemiseksi.

Tässä vaiheessa määritellään seuraavat vesivarojen järkevän käytön osa-alueet: makean vesivarojen täydellisempi käyttö ja laajempi lisääntyminen; uusien teknisten prosessien kehittäminen vesistöjen saastumisen estämiseksi ja makean veden kulutuksen minimoimiseksi.

Maan hydrosfäärin rakenne

Hydrosfääri on maapallon vesikuori. Se sisältää: pinta- ja pohjavedet, jotka tarjoavat suoraan tai epäsuorasti elävien organismien elintärkeää toimintaa, sekä vesi, joka putoaa sateen muodossa. Vesi muodostaa suurimman osan biosfääristä. 510 miljoonasta km2:stä kokonaisalue Maapallon valtameren pinta-ala on 361 miljoonaa km2 (71 %). Meri on aurinkoenergian tärkein vastaanottaja ja akku, koska vedellä on korkea lämmönjohtavuus. Vesipitoisen väliaineen tärkeimmät fysikaaliset ominaisuudet ovat sen tiheys (800 kertaa korkeampi kuin ilman tiheys) ja viskositeetti (55 kertaa ilmaa suurempi). Lisäksi vedelle on ominaista liikkuvuus avaruudessa, mikä auttaa ylläpitämään fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien suhteellista homogeenisuutta. Vesistöille on ominaista lämpötilakerrostuminen, ts. veden lämpötilan muutos syvyyden mukaan. Lämpötilajärjestelmässä on merkittäviä päivittäisiä, kausittaisia ​​ja vuosittaisia ​​vaihteluita, mutta yleensä veden lämpötilan vaihtelujen dynamiikka on pienempi kuin ilman. Pinnan alla olevan veden valotilan määrää sen läpinäkyvyys (sameus). Bakteerien, kasviplanktonin ja korkeampien kasvien fotosynteesi riippuu näistä ominaisuuksista ja siten orgaanisen aineen kertymisestä, mikä on mahdollista vain eufonisella vyöhykkeellä, ts. kerroksessa, jossa synteesiprosessit hallitsevat hengitysprosesseja. Sameus ja läpinäkyvyys riippuvat vedessä olevien orgaanisten ja mineraaliperäisten suspendoituneiden aineiden pitoisuudesta. Merkittävimmistä eläville organismeille abioottiset tekijät vesistöissä tulee huomioida veden suolapitoisuus - siinä olevien liuenneiden karbonaattien, sulfaattien ja kloridien pitoisuus. Makeissa vesissä niitä on vähän, ja karbonaatit hallitsevat (jopa 80 %). Merivedessä vallitsevat kloridit ja jossain määrin sulfaatit. AT merivettä melkein kaikki jaksollisen järjestelmän elementit, mukaan lukien metallit, ovat liuenneet. Toinen veden kemiallisten ominaisuuksien ominaisuus liittyy siihen, että siinä on liuennut happea ja hiilidioksidia. Happi, joka menee vesieliöiden hengitykseen, on erityisen tärkeää. Organismien elintärkeä toiminta ja jakautuminen vedessä riippuvat vetyionien pitoisuudesta (pH). Kaikki veden asukkaat - hydrobiontit ovat sopeutuneet tiettyyn pH-tasoon: jotkut pitävät happamasta, toiset - emäksestä, toiset - neutraali ympäristö. Näiden ominaisuuksien muutos, joka johtuu pääasiassa teollisista vaikutuksista, johtaa vesieliöiden kuolemaan tai joidenkin lajien korvautumiseen toisilla.

Hydrosfäärin pääasialliset saastumistyypit.

Vesivarojen pilaantumisella tarkoitetaan altaiden veden fysikaalisissa, kemiallisissa ja biologisissa ominaisuuksissa tapahtuvia muutoksia, jotka johtuvat nestemäisten, kiinteiden ja kaasumaisten aineiden pääsystä niihin ja jotka aiheuttavat tai voivat aiheuttaa haittaa, jolloin näiden altaiden vesi on vaarallista käyttö aiheuttaa vahinkoa kansantaloudelle, terveydelle ja yleiselle turvallisuudelle. Pilaantumislähteitä ovat kohteet, joista päästään tai muutoin vesistöihin pääsee haitallisia aineita, jotka heikentävät pintavesien laatua, rajoittavat niiden käyttöä sekä vaikuttavat negatiivisesti pohja- ja rannikkovesistöjen tilaan.

Tärkeimmät vesistöjen saastumisen ja tukkeutumisen lähteet ovat teollisuus- ja kunnallisyritysten riittämättömästi käsitellyt jätevedet, suuret kotieläinkompleksit, malmimineraalien kehittämisen tuotantojätteet; vesikaivokset, kaivokset, puun käsittely ja seostus; vesipäästöt ja rautatiekuljetukset; pellavan ensikäsittelyjätteet, torjunta-aineet jne. Luonnollisiin vesistöihin pääsevät epäpuhtaudet johtavat vedessä laadullisiin muutoksiin, jotka ilmenevät pääasiassa veden fysikaalisten ominaisuuksien, erityisesti ulkonäön, muutoksena. epämiellyttäviä hajuja, maut jne.); veden kemiallisen koostumuksen muuttamisessa, erityisesti haitallisten aineiden esiintyminen siinä, kelluvien aineiden esiintyminen veden pinnalla ja niiden laskeutuminen säiliöiden pohjalle.

Fenoli on melko haitallinen teollisuusvesien pilaava aine. Sitä löytyy monien petrokemian laitosten jätevesistä. Samaan aikaan säiliöiden biologiset prosessit, niiden itsepuhdistusprosessi vähenevät jyrkästi, vesi saa erityisen karbolihapon hajun.

Sellu- ja paperiteollisuuden jätevedet vaikuttavat haitallisesti altaiden väestön elämään. Puumassan hapettumiseen liittyy huomattavan määrän happea imeytyminen, mikä johtaa munien, poikasten ja aikuisten kalojen kuolemaan. Kuidut ja muut liukenemattomia aineita saastuttaa vettä ja pahentaa sitä fysiokemialliset ominaisuudet. Lahoavasta puusta ja kuoresta vapautuu veteen erilaisia ​​tanniineja. Hartsi ja muut uuttotuotteet hajoavat ja imevät paljon happea aiheuttaen kalojen, erityisesti nuorten kalojen ja munien kuoleman. Lisäksi myyräseokset tukkivat voimakkaasti jokia, ja ajopuu tukkii usein kokonaan niiden pohjan, jolloin kalat eivät pääse kutualueille ja ravintopaikoille.

Öljy ja öljytuotteet ovat tällä hetkellä sisävesien, vesien ja merien sekä Maailman valtameren pääasiallisia saasteita. Vesistöihin joutuessaan ne aiheuttavat erilaisia ​​saasteita: vedessä kelluvan öljykalvon, veteen liuenneita tai emulgoituneita öljytuotteita, pohjalle laskeutuneita raskaita jakeita jne. Tämä estää fotosynteesin prosesseja vedessä pääsyn lakkaamisen vuoksi auringonsäteet ja aiheuttaa myös kasvien ja eläinten kuoleman. Samalla haju, maku, väri, pintajännitys, veden viskositeetti muuttuvat, hapen määrä vähenee, ilmaantuu haitallisia orgaanisia aineita, vesi saa myrkyllisiä ominaisuuksia ja on uhka paitsi ihmisille. 12 g öljyä tekee tonnin vettä kulutukseen kelpaamattomaksi. Jokainen tonni öljyä muodostaa öljykalvon jopa 12 neliömetrin alueelle. km. Haavoittuneiden ekosysteemien ennallistaminen kestää 10-15 vuotta.

Ydinvoimalat radioaktiivinen jäte saastuttaa jokia. radioaktiiviset aineet pienimmät planktoniset mikro-organismit ja kalat keskittyvät, minkä jälkeen ne siirtyvät ravintoketjua pitkin muihin eläimiin. On todettu, että planktonin asukkaiden radioaktiivisuus on tuhansia kertoja suurempi kuin veden, jossa he elävät.

Jätevesi, jonka radioaktiivisuus on lisääntynyt (100 curietta litraa kohti tai enemmän), on hävitettävä maanalaisissa viemärittömissä altaissa ja erikoissäiliöissä.

Väestönkasvu, vanhojen laajeneminen ja uusien kaupunkien syntyminen ovat lisänneet merkittävästi kotitalousjätevesien virtausta sisävesille. Näistä jätevesistä on tullut jokien ja järvien saastumisen lähde patogeenisten bakteerien ja helminttien kanssa. Arjessa laajalti käytetyt synteettiset pesuaineet saastuttavat vesistöjä entistä enemmän. Niitä käytetään laajalti myös teollisuudessa ja maataloudessa. Niiden sisältämät kemikaalit, jotka joutuvat jäteveden mukana jokiin ja järviin, vaikuttavat merkittävästi vesistöjen biologiseen ja fysikaaliseen tilaan. Tämän seurauksena veden kyky kyllästyä hapella heikkenee ja orgaanisia aineita mineralisoivien bakteerien toiminta halvaantuu.

Vesistöjen saastuminen torjunta-aineilla ja kivennäislannoitteilla, joita tulee pelloilta sade- ja sulamisvesisuihkujen mukana, aiheuttaa vakavaa huolta. Tutkimuksen tuloksena on esimerkiksi todistettu, että vedessä olevat hyönteismyrkyt suspensioina liukenevat öljytuotteisiin, jotka saastuttavat jokia ja järviä. Tämä vuorovaikutus johtaa vesikasvien oksidatiivisten toimintojen merkittävään heikkenemiseen. Vesistöihin joutuessaan torjunta-aineet kerääntyvät planktoniin, pohjaeliöstöön, kaloihin ja kulkeutuvat ravintoketjun kautta ihmiskehoon vaikuttaen sekä yksittäisiin elimiin että koko elimistöön.

Karjantalouden tehostumisen yhteydessä tämän maatalouden alan yritysten jätevedet alkavat yhä enemmän tuntua.

Syynä ovat kasvikuituja sisältävät jätevedet, eläin- ja kasvirasvat, ulosteet, hedelmä- ja kasvitähteet, nahka- ja massa- ja paperiteollisuuden, sokeri- ja panimoiden, liha- ja meijeriteollisuuden, säilyke- ja makeisteollisuuden jätteet. orgaaninen saastuminen säiliöt.

Jätevesi on yleensä noin 60 % aineista orgaanista alkuperää, samaan orgaanisten aineiden luokkaan kuuluvat biologiset (bakteerit, virukset, sienet, levät) saasteet kunnallisissa, lääkintä- ja saniteettivesissä sekä nahan ja villan pesuyritysten jätteet.

Vakava ympäristöongelma on, että tavanomainen tapa käyttää vettä lämmön imemiseen lämpövoimalaitoksissa on pumpata tuoretta järvi- tai jokivettä suoraan jäähdyttimen läpi ja palauttaa se sitten takaisin luonnollisiin altaisiin ilman esijäähdytystä. 1000 MW:n voimalaitos vaatii järven, jonka pinta-ala on 810 hehtaaria ja jonka syvyys on noin 8,7 metriä.

Voimalaitokset voivat nostaa veden lämpötilaa 5-15 C ympäristöön verrattuna Luonnollisissa olosuhteissa, lämpötilan hitaalla nousulla tai laskulla, kalat yms. vesieliöt vähitellen sopeutua ympäristön lämpötilan muutoksiin. Mutta jos teollisuusyrityksistä jokiin ja järviin joutuvien kuumien jätevesien johdosta uusi lämpötilajärjestelmä muodostuu nopeasti, ei ole tarpeeksi aikaa sopeutumiseen, elävät organismit saavat lämpöshokin ja kuolevat.

Lämpösokki on lämpösaasteiden äärimmäinen seuraus. Lämmitettyjen jätevesien päästämisellä vesistöihin voi olla muitakin, kavalampia seurauksia. Yksi niistä on vaikutus aineenvaihduntaprosesseihin.

Veden lämpötilan nousun seurauksena sen happipitoisuus pienenee, kun taas elävien organismien tarve kasvaa. Lisääntynyt hapen tarve, sen puute aiheuttaa vakavaa fysiologista stressiä ja jopa kuolemaa. Keinotekoinen veden lämmitys voi muuttaa merkittävästi kalojen käyttäytymistä - aiheuttaa ennenaikaista kutua, häiritä muuttoa

Veden lämpötilan nousu voi häiritä altaiden kasviston rakennetta. Kylmälle vedelle tyypilliset levät korvataan termofiilisemmillä ja lopuksi levällä korkeita lämpötiloja korvataan kokonaan niillä, kun taas syntyvät suotuisat olosuhteet sinilevien massakehittymiselle säiliöissä - niin sanottu "vesikukinta". Kaikki edellä mainitut vesistöjen lämpösaasteiden vaikutukset aiheuttavat suurta haittaa. luonnon ekosysteemejä ja johtaa haitallisiin muutoksiin ihmisympäristössä. Lämpösaasteen aiheuttamat vahingot voidaan jakaa: - taloudellisiin (tappiot vesistöjen tuottavuuden laskusta, pilaantumisen seurausten poistamisesta aiheutuvat kustannukset); sosiaalinen (maiseman huonontumisen aiheuttama esteettinen vahinko); ympäristö (ainutlaatuisten ekosysteemien peruuttamaton tuhoutuminen, lajien sukupuutto, geneettiset vauriot).

Polku, jonka avulla ihmiset voivat välttää ekologisen umpikujan, on nyt selvä. Nämä ovat jätteettömiä ja vähäjäteisiä teknologioita, jätteiden muuntamista hyödyllisiksi resurssiksi. Mutta ajatuksen toteuttaminen vie vuosikymmeniä.

Jäteveden käsittelymenetelmät

Jäteveden käsittely on jäteveden käsittelyä haitallisten aineiden tuhoamiseksi tai poistamiseksi siitä. Puhdistusmenetelmät voidaan jakaa mekaanisiin, kemiallisiin, fysikaalis-kemiallisiin ja biologisiin.

Mekaanisen menetelmän ydin

puhdistus koostuu siitä, että olemassa olevat epäpuhtaudet poistetaan jätevedestä laskeuttamalla ja suodattamalla. Mekaanisen käsittelyn avulla voit eristää jopa 60-75 % liukenemattomista epäpuhtauksista kotitalousjätevesistä ja jopa 95 % teollisuuden jätevesistä, joista monet (arvokkaina materiaaleina) käytetään tuotannossa.

Kemiallinen menetelmä koostuu siitä, että jäteveteen lisätään erilaisia ​​kemiallisia reagensseja, jotka reagoivat epäpuhtauksien kanssa ja saostavat ne liukenemattomina saostumina. Kemiallinen puhdistus vähentää liukenemattomia epäpuhtauksia jopa 95 % ja liukenevia epäpuhtauksia jopa 25 %.

Fysikaalis-kemiallisella menetelmällä

Jäteveden käsittely poistaa hienojakoiset ja liuenneet epäorgaaniset epäpuhtaudet ja tuhoaa orgaaniset ja huonosti hapettuneet aineet. Fysikaaliskemiallisista menetelmistä käytetään useimmiten koagulointia, hapetusta, sorptiota, uuttamista jne. sekä elektrolyysiä. Elektrolyysi on orgaanisen aineen tuhoamista jätevedessä ja metallien, happojen ja muiden epäorgaanisten aineiden uuttamista sähkövirran avulla. Jäteveden käsittely elektrolyysillä on tehokasta lyijy- ja kuparilaitoksissa sekä maali- ja lakkateollisuudessa.

Jätevettä käsitellään myös ultraäänellä, otsonilla, ioninvaihtohartseilla ja korkeapaineella. Puhdistus kloorauksella on osoittautunut hyväksi.

Jätevedenkäsittelymenetelmistä jokien ja muiden vesistöjen biokemiallisen itsepuhdistumisen lakien käyttöön perustuvalla biologisella menetelmällä tulisi olla tärkeä rooli. Käytetään erilaisia ​​biologisia laitteita: biosuodattimia, biologisia lampia jne. Biosuodattimissa jätevesi johdetaan ohuella bakteerikalvolla peitetyn karkearakeisen materiaalikerroksen läpi. Tämän kalvon ansiosta biologisen hapettumisen prosessit etenevät intensiivisesti.

Biologisissa lammikoissa kaikki altaassa asuvat eliöt osallistuvat jäteveden käsittelyyn. Ennen biologista käsittelyä jätevesi käsitellään mekaanisesti ja biologisen käsittelyn jälkeen (poistamiseksi patogeeniset bakteerit) ja kemiallinen puhdistus, klooraus nestemäisellä kloorilla tai valkaisuaineella. Desinfiointiin käytetään myös muita fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä (ultraääni, elektrolyysi, otsonointi jne.). biologinen menetelmä antaa huippupisteet yhdyskuntajätteiden sekä öljynjalostuksen, massa- ja paperiteollisuuden sekä tekokuidun tuotannon jätteiden puhdistuksessa.

Hydrosfäärin saastumisen vähentämiseksi on toivottavaa käyttää uudelleen suljetuissa, resursseja säästävissä, jätteettömissä prosesseissa teollisuudessa, tippakastelussa maataloudessa sekä taloudellista veden käyttöä tuotannossa ja kotona.

3. Litosfääri

Vuodesta 1950 nykypäivään kutsutaan tieteellisen ja teknologisen vallankumouksen ajanjaksoa. 1900-luvun loppuun mennessä teknologiassa tapahtui valtavia muutoksia, ilmaantui uusia viestintävälineitä ja tietotekniikkaa, jotka muuttivat dramaattisesti mahdollisuuksia tiedonvaihtoon ja yhdistivät planeetan syrjäisimpiä kohtia. Maailma kirjaimellisesti muuttuu nopeasti silmiemme edessä, eikä ihmiskunta toimissaan aina pysy näiden muutosten tahdissa.

Ympäristöongelmat eivät syntyneet itsestään. Tämä on seurausta sivilisaation luonnollisesta kehityksestä, jossa aiemmin muotoillut säännöt ihmisten käyttäytymiselle heidän suhteissaan ympäröivää luontoa ja ihmisyhteiskunnassa, joka tuki vakaata olemassaoloa, joutui ristiriitaan luotujen uusien olosuhteiden kanssa tieteen ja teknologian kehitystä. Uusissa olosuhteissa on välttämätöntä muodostaa sekä uudet käyttäytymissäännöt että uusi moraali ottaen huomioon kaikki luonnontieteellinen tieto. Suurin vaikeus, joka ratkaisee paljon päätöksessä ympäristöasiat- koko ihmisyhteiskunnan ja monien sen johtajien huoli ympäristönsuojeluongelmista on edelleen riittämätön.

Litosfääri, sen rakenne

Ihminen on olemassa tietyssä tilassa, ja tämän tilan pääkomponentti on maan pinta - litosfäärin pinta.

Litosfääriä kutsutaan maan kiinteäksi kuoreksi, joka koostuu maankuoresta ja maankuoren alla olevasta ylemmän vaipan kerroksesta. Maankuoren alarajan etäisyys maan pinnasta vaihtelee 5-70 km:n sisällä ja maan vaippa saavuttaa 2900 km:n syvyyteen. Sen jälkeen, 6371 km:n etäisyydellä pinnasta, on ydin.

Maa kattaa 29,2 % maapallon pinta-alasta. Litosfäärin ylempiä kerroksia kutsutaan maaperäksi. Maapeite on tärkein luonnollinen muodostuminen ja osa maapallon biosfääriä. Se on maaperän kuori, joka määrää monia biosfäärissä tapahtuvia prosesseja.

Maaperä on tärkein ravinnonlähde, ja se tarjoaa 95–97 % maailman väestön ravintovaroista. Neliö maavarat maailman pinta-ala on 129 miljoonaa neliömetriä. km eli 86,5 % maa-alasta. Peltomaa ja monivuotiset istutukset maatalousmaan koostumuksessa vievät noin 10% maasta, niityt ja laitumet - 25% maasta. Maaperän hedelmällisyys ja ilmasto-olosuhteet määräävät olemassaolon ja kehityksen mahdollisuuden ekologiset järjestelmät maassa. Valitettavasti osa hedelmällisestä maasta menetetään joka vuosi väärinkäytön vuoksi. Siten viime vuosisadan aikana kiihtyneen eroosion seurauksena on menetetty 2 miljardia hehtaaria hedelmällistä maata, mikä on 27% maataloudessa käytetyn maan kokonaispinta-alasta.

Maaperän saastumisen lähteet.

Litosfääri on saastunut nestemäisistä ja kiinteistä saasteista ja jätteistä. On todettu, että vuosittain syntyy yksi tonni jätettä maapallon asukasta kohden, sisältäen yli 50 kg vaikeasti hajoavaa polymeeriä.

Maaperän saastumisen lähteet voidaan luokitella seuraavasti.

Asuinrakennukset ja julkiset laitokset. Tämän lähdeluokan pilaavien aineiden koostumusta hallitsevat kotitalousjätteet, ruokajätteet, rakennusjätteet, lämmitysjärjestelmien jätteet, kuluneet taloustavarat jne. Kaikki tämä kerätään ja viedään kaatopaikoille. Suurille kaupungeille kotitalousjätteen keräämisestä ja hävittämisestä kaatopaikoille on tullut ratkaisematon ongelma. Pelkkää roskien polttamista kaupunkien kaatopaikoilla seuraa myrkyllisten aineiden vapautuminen. Poltettaessa tällaisia ​​esineitä, esimerkiksi klooria sisältäviä polymeerejä, muodostuu erittäin myrkyllisiä aineita - dioksidia. Tästä huolimatta viime vuosina on kehitetty menetelmiä kotitalousjätteen hävittämiseen polttamalla. Lupaava menetelmä on tällaisten roskien polttaminen metallien sulatteiden päällä.

Teollisuusyritykset. Kiinteässä ja nestemäisessä teollisuusjätteessä on jatkuvasti aineita, joita voi olla myrkyllinen vaikutus eläviin organismeihin ja kasveihin. Esimerkiksi ei-rautametallien raskasmetallisuoloja on yleensä metallurgisen teollisuuden jätteissä. Konepajateollisuus vapauttaa ympäristöön syanideja, arseenia ja berylliumyhdisteitä; muovien valmistuksessa ja keinotekoiset kuidut muodostuu fenolia, bentseeniä, styreeniä sisältäviä jätteitä; synteettisten kumien tuotannossa maaperään pääsee katalyyttijätteitä, huonolaatuisia polymeerihyytymiä; kumituotteiden valmistuksessa ympäristöön joutuu pölymäisiä ainesosia, nokea, joka laskeutuu maaperään ja kasveihin, kumi-tekstiili- ja kumiosia, sekä renkaiden käytön aikana - kuluneet ja vialliset renkaat, sisärenkaat ja vannenauhat. Käytettyjen renkaiden varastointi ja hävittäminen on tällä hetkellä ratkaisemattomia ongelmia, koska tämä aiheuttaa usein voimakkaita tulipaloja, joita on erittäin vaikea sammuttaa. Käytettyjen renkaiden käyttöaste ei ylitä 30 % niiden kokonaistilavuudesta.

Kuljetus. Polttomoottoreiden käytön aikana typen oksideja, lyijyä, hiilivetyjä, hiilimonoksidia, nokea ja muita aineita vapautuu voimakkaasti, laskeutuu maan pinnalle tai imeytyy kasveihin. Jälkimmäisessä tapauksessa nämä aineet pääsevät myös maaperään ja osallistuvat ravintoketjuihin liittyvään kiertokulkuun.

Maatalous. Maaperän saastuminen maataloudessa johtuu valtavien mineraalilannoitteiden ja torjunta-aineiden käyttöönotosta. Joidenkin torjunta-aineiden tiedetään sisältävän elohopeaa.

Maaperän saastuminen raskasmetalleilla. Raskasmetallit ovat ei-rautametalleja, joiden tiheys on enemmän tiheyttä rauhanen. Näitä ovat lyijy, kupari, sinkki, nikkeli, kadmium, koboltti, kromi, elohopea.

Raskasmetallien ominaisuus on, että pieninä määrinä lähes kaikki ne ovat välttämättömiä kasveille ja eläville organismeille. Ihmiskehossa raskasmetallit osallistuvat elintärkeisiin biokemiallisiin prosesseihin. Sallitun määrän ylittäminen johtaa kuitenkin vakaviin sairauksiin.

...

Samanlaisia ​​asiakirjoja

Hydrosfäärin, litosfäärin, maapallon ilmakehän tila ja niiden saastumisen syyt. Yritysten jätehuoltomenetelmät. Miten saada vaihtoehtoisia lähteitä energiaa, joka ei vahingoita luontoa. Ympäristön saastumisen vaikutus ihmisten terveyteen.

tiivistelmä, lisätty 02.11.2010


Biosfäärin käsite ja rakenne Maaplaneetan elävänä kuorena. Ilmakehän, hydrosfäärin, litosfäärin, vaipan ja Maan ytimen tärkeimmät ominaisuudet. Elävän aineen kemiallinen koostumus, massa ja energia. Elävässä ja elottomassa luonnossa tapahtuvat prosessit ja ilmiöt.

tiivistelmä, lisätty 11.7.2013


Ilmakehän, hydrosfäärin ja litosfäärin saastumisen lähteet. Menetelmät niiden suojaamiseksi kemiallisilta epäpuhtauksilta. Järjestelmät ja laitteet pölyn keräämiseen, mekaaniset menetelmät pölyisen ilman puhdistamiseen. eroosioprosessit. Maaperän pilaantumisen luokitus.

luentokurssi, lisätty 3.4.2015


Luonnolliset ilmansaasteiden lähteet. Kuivan sedimentaation käsite, sen laskentamenetelmät. Typen ja kloorin yhdisteet pääasiallisina otsonikerrosta tuhoavina aineina. Kierrätyksen ja jätteiden hävittämisen ongelma. Veden saastumisen kemiallinen indikaattori.

testi, lisätty 23.02.2009


Ilmansaaste. Hydrosfäärin saastumisen tyypit. Merien ja valtamerten saastuminen. Jokien ja järvien saastuminen. Juomavesi. Vesistöjen saastumisen ongelman merkitys. Jäteveden laskeminen säiliöön. Jäteveden käsittelymenetelmät.

tiivistelmä, lisätty 06.10.2006


Ihminen ja ympäristö: vuorovaikutuksen historia. Fysikaalinen, kemiallinen, informaatio- ja biologinen saastuminen, joka rikkoo kierto- ja aineenvaihduntaprosesseja ja niiden seurauksia. Hydrosfäärin ja litosfäärin saastumisen lähteet Nižni Novgorodissa.

tiivistelmä, lisätty 6.3.2014


Biosfäärin pääasialliset saastumisen tyypit. Ihmisperäinen ilman, litosfäärin ja maaperän saastuminen. Hydrosfäärin saastumisen tulos. Ilman saasteiden vaikutus ihmiskehoon. Ennaltaehkäisytoimenpiteet antropogeeniset vaikutukset ympäristöstä.

esitys, lisätty 12.8.2014


Ympäristöön vaikuttava tuotanto. Ilman saastumisen tavat rakentamisen aikana. Ilmakehän suojatoimenpiteet. Hydrosfäärin saastumisen lähteet. Alueiden puhtaanapito ja siivous. Rakennuskoneisiin liittyvät ylimääräisen melun lähteet.

esitys, lisätty 22.10.2013


Yleistä tietoa ihmisperäisten tekijöiden vaikutuksista kansanterveyteen. Ilmakehän, hydrosfäärin ja litosfäärin saastumisen vaikutus ihmisten terveyteen. Luettelo ilmansaasteisiin liittyvistä sairauksista. Tärkeimmät vaaran lähteet.

tiivistelmä, lisätty 11.7.2013


Teolliset lähteet biosfäärin saastuminen. Haitallisten aineiden luokitus ihmisiin kohdistuvan vaikutuksen asteen mukaan. Terveys-epidemiatilanne kaupungeissa. Puutteita kiinteiden, nestemäisten kotitalous- ja teollisuusjätteiden neutraloinnin ja hävittämisen organisoinnissa.

Tarkastellaanpa tarkemmin biosfäärin komponentteja.

Maankuori - se on geologisen ajan kuluessa muuttunut kiinteä kuori, joka muodostaa maapallon litosfäärin yläosan. Useita maankuoren mineraaleja (kalkkikivi, liitu, fosforiitit, öljy, kivihiili jne.) syntyivät kuolleiden organismien kudoksista. On paradoksaalista, että suhteellisen pienet elävät organismit voivat aiheuttaa geologisen mittakaavan ilmiöitä, mikä selittyy niiden korkeimmalla lisääntymiskyvyllä. Esimerkiksi koleravirioni voi suotuisissa olosuhteissa luoda maankuoren massaa vastaavan ainemassan vain 1,75 päivässä! Voidaan olettaa, että aikaisempien aikakausien biosfääreissä planeetan ympärillä liikkui valtavat massat elävää ainetta muodostaen öljy-, hiili- jne. varantoja kuoleman seurauksena.

Biosfääri on olemassa käyttämällä toistuvasti samoja atomeja. Samanaikaisesti jaksollisen järjestelmän ensimmäisellä puoliskolla sijaitsevien 10 alkuaineen osuus (happi - 29,5%, natrium, magnesium - 12,7%, alumiini, pii - 15,2%, rikki, kalium, kalsium, rauta - 34,6%) muodostaa 99% planeettamme koko massasta (Maan massa on 5976 * 10 21 kg), ja 1% on muiden elementtien osuus. Näiden alkuaineiden merkitys on kuitenkin erittäin suuri - niillä on olennainen rooli elävässä aineessa.

IN JA. Vernadsky jakoi kaikki biosfäärin elementit 6 ryhmään, joista jokainen suorittaa tiettyjä toimintoja biosfäärin elämässä. Ensimmäinen ryhmä – inertit kaasut (helium, krypton, neon, argon, ksenon). Toinen ryhmä – jalometallit (rutenium, palladium, platina, osmium, iridium, kulta). Maankuoressa näiden ryhmien alkuaineet ovat kemiallisesti inaktiivisia, niiden massa on merkityksetön (4,4 * 10 -4% maankuoren massasta), ja osallistumista elävän aineen muodostumiseen on tutkittu huonosti. Kolmas ryhmä - lantanidit (14 kemiallista alkuainetta - metallia) muodostavat 0,02 % maankuoren massasta ja niiden roolia biosfäärissä ei ole tutkittu. Neljäs ryhmä – radioaktiivisia elementtejä ovat maan sisäisen lämmön muodostumisen päälähde ja vaikuttavat elävien organismien kasvuun (0,0015 % maankuoren massasta). Jotkut elementit viides ryhmä - hajallaan olevat elementit (0,027 % maankuoresta) - niillä on olennainen rooli organismien elämässä (esimerkiksi jodi ja bromi). suurin kuudes ryhmä muodostavat syklisiä elementtejä , jotka käytyään läpi useita muutoksia geokemiallisissa prosesseissa, palaavat alkuperäisiin kemiallisiin tiloihinsa. Tähän ryhmään kuuluu 13 kevyttä alkuainetta (vety, hiili, typpi, happi, natrium, magnesium, alumiini, pii, fosfori, rikki, kloori, kalium, kalsium) ja yksi raskas alkuaine (rauta).

eliöstö Se on kaikentyyppisten kasvien, eläinten ja mikro-organismien kokonaisuus. Biota on biosfäärin aktiivinen osa, joka määrää kaikki tärkeimmät kemialliset reaktiot, joiden seurauksena biosfäärin pääkaasut (happi, typpi, hiilimonoksidi, metaani) syntyvät ja niiden välille muodostuu kvantitatiivisia suhteita. Biota muodostaa jatkuvasti biogeenisiä mineraaleja ja ylläpitää valtamerivesien kemiallista koostumusta vakiona. Sen massa on enintään 0,01 % koko biosfäärin massasta, ja sitä rajoittaa biosfäärissä olevan hiilen määrä. Pääbiomassa koostuu vihermaiden kasveista - noin 97%, ja eläinten ja mikro-organismien biomassasta - 3%.

Eliöstö koostuu pääasiassa syklisistä alkuaineista. Erityisen tärkeä on sellaisten alkuaineiden, kuten hiilen, typen ja vedyn, rooli, joiden prosenttiosuus eliöstössä on suurempi kuin maankuoressa (60 kertaa hiiltä, ​​10 kertaa typpeä ja vetyä). Kuvassa on kaavio suljetusta hiilikierrosta. Vain tällaisten syklien pääelementtien (ensisijaisesti hiilen) kiertämisen ansiosta elämän olemassaolo maapallolla on mahdollista.

Litosfäärin saastuminen. Elämä, biosfääri ja sen mekanismin tärkein lenkki - maapeite, jota yleisesti kutsutaan maaksi - muodostavat planeettamme ainutlaatuisuuden universumissa. Ja biosfäärin evoluutiossa, maapallon elämänilmiöissä maaperän (maa, matalat vedet ja hylly) merkitys erityisenä planeettakuorena on poikkeuksetta lisääntynyt.

Maapeite on tärkein luonnonmuodostelma. Sen roolin yhteiskunnan elämässä määrää se, että maaperä on tärkein ravinnonlähde, joka tarjoaa 95-97 % maailman väestön ravintovaroista. Maaperän erityinen ominaisuus on sen hedelmällisyyttä , joka ymmärretään joukkona maaperän ominaisuuksia, jotka varmistavat maatalouskasvien sadon. Maaperän luonnollinen hedelmällisyys liittyy sen ravinteiden saantiin ja sen vesi-, ilma- ja lämpötiloihin. Maaperä tarjoaa kasveille veden ja typen ravinnon tarpeen, mikä on niiden fotosynteettisen toiminnan tärkein tekijä. Maaperän hedelmällisyys riippuu myös siihen kertyneen aurinkoenergian määrästä. Maapeite kuuluu itsesäätelevään biologiseen järjestelmään, joka on biosfäärin kokonaisuutena tärkein osa. Maapallolla asuvat elävät organismit, kasvit ja eläimet kiinnittävät aurinkoenergiaa fyto- tai zoomassan muodossa. Maan ekosysteemien tuottavuus riippuu maan pinnan lämpö- ja vesitaseesta, mikä määrää energian ja aineenvaihdon eri muotoja planeetan maantieteellisessä verhossa.

Erityistä huomiota on kiinnitettävä maavaroihin. Maailman maavarojen pinta-ala on 149 miljoonaa km2 eli 86,5 % maa-alasta. Peltomaata ja monivuotisia viljelmiä osana maatalousmaata on tällä hetkellä noin 15 miljoonaa km 2 (10 % maasta), heinäpeltoja ja laitumia - 37,4 miljoonaa km 2 (25 %). Pellon kokonaispinta-ala on eri tutkijoiden arvioima eri tavoin: 25 - 32 miljoonaa km 2. Maapallon maavarat mahdollistavat useamman ihmisen ravinnon kuin tällä hetkellä on saatavilla ja tulee olemaan lähitulevaisuudessa. Väestönkasvun vuoksi erityisesti kehitysmaissa pellon määrä asukasta kohden kuitenkin vähenee. Vielä 10-15 vuotta sitten maapallon väestön henkinen turvallisuus peltomaan kanssa oli 0,45-0,5 hehtaaria, nyt se on jo 0,35-37 hehtaaria.

Kaikkia litosfäärin käyttökelpoisia materiaalikomponentteja, joita käytetään taloudessa raaka-aineina tai energialähteinä, kutsutaan mineraali resurssit . Mineraalit voivat olla malmi jos siitä erotetaan metalleja, ja ei-metallinen , jos siitä uutetaan tai käytetään rakennusmateriaaleina ei-metallisia komponentteja (fosfori jne.).

Jos mineraalivarallisuus niitä käytetään polttoaineena (hiili, öljy, kaasu, öljyliuske, turve, puu, ydinenergia) ja samalla energialähteenä moottoreissa höyryn ja sähkön tuottamiseen, ns. polttoaine- ja energiaresurssit .

Hydrosfääri . Vesi muodostaa suurimman osan maapallon biosfääristä (71 % maan pinnasta) ja muodostaa noin 4 % maankuoren massasta. Sen keskimääräinen paksuus on 3,8 km, keskisyvyys - 3554 m, pinta-ala: 1350 miljoonaa km 2 - valtameret, 35 miljoonaa km 2 - makeaa vettä.

Meriveden massa on 97% koko hydrosfäärin massasta (2 * 10 21 kg). Meren rooli biosfäärin elämässä on valtava: siinä tapahtuvat tärkeimmät kemialliset reaktiot, jotka määräävät biomassan tuotannon ja kemiallinen käsittely biosfääri. Joten 40 päivässä valtameren pinta- viidensadan metrin vesikerros kulkee planktonin suodatuslaitteen läpi, joten (sekoittuminen huomioon ottaen) kaikki valtameren valtamerivesi puhdistuu vuoden aikana. Kaikki hydrosfäärin komponentit (ilmakehän vesihöyry, merivedet, joet, järvet, jäätiköt, suot, pohjavesi) ovat jatkuvassa liikkeessä ja uusiutuvassa.

Vesi on eliöstön perusta (elävä aines on 70 % vettä) ja sen merkitys biosfäärin elämässä on ratkaiseva. Veden tärkeimmät toiminnot voidaan nimetä seuraavasti:

1. biomassan tuotanto;

2. biosfäärin kemiallinen puhdistus;

3. hiilitasapainon varmistaminen;

4. ilmaston vakauttaminen (vesi toimii puskurina planeetan lämpöprosesseissa).

Maailmanmeren suuri merkitys piilee siinä, että se tuottaa kasviplanktonillaan lähes puolet ilmakehän kokonaishapesta, ts. on eräänlainen planeetan "keuhko". Samaan aikaan valtameren kasvit ja mikro-organismit fotosynteesiprosessissa absorboivat vuosittain paljon suuremman osan hiilidioksidista kuin maalla olevat kasvit.

eläviä organismeja valtamerissä – hydrobionaatit - on jaettu kolmeen ekologiseen pääryhmään: planktoniin, nektoniin ja pohjaeliöstöön. Plankton - joukko passiivisesti kelluvia ja merivirtojen kuljettamia kasveja (kasviplanktoni), eläviä organismeja (eläinplanktoni) ja bakteereja (bakteeriplanktoni). Nekton - tämä on ryhmä aktiivisesti uivia eläviä organismeja, jotka liikkuvat pitkiä matkoja (kalat, valaat, hylkeet, merikäärmeet ja kilpikonnat, mustekalakalmarit jne.). Bentos - nämä ovat merenpohjassa eläviä organismeja: istumattomia (korallit, levät, sienet); kaivaus (madot, nilviäiset); ryömiminen (äyriäiset, piikkinahkaiset); kelluu vapaasti pohjassa. Valtamerten ja merien rannikkoalueet ovat pohjaeliöstön rikkaimpia.

Valtameret ovat valtavien mineraalivarojen lähde. Siitä uutetaan jo öljyä, kaasua, 90 % bromia, 60 % magnesiumia, 30 % suolaa jne. Meressä on valtavat kulta-, platina-, fosforiitit, raudan ja mangaanin oksidit ja muut mineraalit. Kaivostoiminnan taso valtameressä kasvaa jatkuvasti.

Hydrosfäärin saastuminen. Monilla alueilla maailmassa vesistöjen tila on suuri huolenaihe. Vesivarojen saastumista ei turhaan pidetty nykyään vakavimpana ympäristöuhkana. Jokiverkosto itse asiassa toimii modernin sivilisaation luonnollisena viemärijärjestelmänä.

Eniten saastuneita ovat sisämeret. Niillä on pidempi rantaviiva, ja siksi ne ovat alttiimpia saastumiselle. Merien puhtauden taistelusta kertynyt kokemus osoittaa, että tämä on verrattomasti vaikeampi tehtävä kuin jokien ja järvien suojelu.

Veden saastumisprosessit johtuvat useista eri tekijöistä. Tärkeimmät niistä ovat: 1) käsittelemättömän jäteveden johtaminen vesistöihin; 2) torjunta-aineiden huuhtelu runsaalla sateella; 3) kaasu- ja savupäästöt; 4) öljyn ja öljytuotteiden vuoto.

Suurin vahinko vesistöille aiheutuu käsittelemättömän jäteveden päästämisestä niihin - teollisuus-, kunnallis-, keräily-, viemäri- jne. Teollisuuden jätevedet saastuttavat ekosysteemejä eri komponenteilla teollisuuden erityispiirteistä riippuen.

Venäjän merien saastuminen (lukuun ottamatta Vienanmeri), vuoden 1998 valtionraportin "Venäjän federaation ympäristön tilasta" mukaan. ylitti hiilivetyjen, raskasmetallien ja elohopean pitoisuuden MPC-arvon; pinta-aktiiviset aineet (surfaktantit) keskimäärin 3-5 kertaa.

Saasteiden tunkeutuminen merenpohjaan vaikuttaa vakavasti biokemiallisten prosessien luonteeseen. Tässä suhteessa ympäristöturvallisuuden arviointi on erityisen tärkeää suunnitellun mineraalien, ensisijaisesti mangaania, kuparia, kobolttia ja muita arvometalleja sisältävien rautamangaanikyhmyjen, louhinnassa merenpohjasta. Pohjan haravointiprosessissa valtameren pohjan elämän mahdollisuus tuhoutuu pitkäksi aikaa, ja pohjasta uutettujen aineiden pääsy pintaan voi vaikuttaa haitallisesti alueen ilmakehään.

Maailman valtameren valtava tilavuus todistaa planeetan luonnonvarojen ehtymättömyydestä. Lisäksi Maailman valtameri on maajokien vesien kerääjä, joka vastaanottaa vuosittain noin 39 tuhatta km 3 vettä. Maailman valtameren syntyvä saastuminen uhkaa häiritä luonnollista kosteuden kiertoprosessia sen kriittisimmässä osassa - haihtumisessa valtameren pinnalta.

Venäjän federaation vesisäännöstössä käsite " vesivarat ” määritellään ”vesistöissä sijaitseviksi pinta- ja pohjavesivarannoiksi, joita käytetään tai voidaan käyttää”. Vesi on ympäristön tärkein osatekijä, uusiutuva, rajallinen ja haavoittuva luonnonvara, jota käytetään ja suojellaan Venäjän federaatiossa sen alueella asuvien kansojen elämän ja toiminnan perustana, ja se varmistaa taloudellisen, sosiaalisen ja ympäristön hyvinvoinnin. väestöstä, kasviston ja eläimistön olemassaolosta.

Mikä tahansa vesistö tai vesilähde liittyy sen ulkoiseen ympäristöön. Siihen vaikuttavat pinta- tai pohjavesien muodostumisen olosuhteet, erilaiset luonnonilmiöt, teollisuus, teollisuus- ja kunnallinen rakentaminen, liikenne, talous ja kotimainen ihmisen toiminta. Näiden vaikutusten seurauksena vesiympäristöön pääsee uusia, epätavallisia aineita – veden laatua heikentäviä saasteita. Vesiympäristöön päässyt saasteet luokitellaan eri tavoin lähestymistapojen, kriteerien ja tehtävien mukaan. Joten yleensä jakaa kemiallinen, fyysinen ja biologinen saastuminen. Kemiallinen saastuminen on muutos veden luonnollisissa kemiallisissa ominaisuuksissa, jotka johtuvat sen haitallisten epäpuhtauksien pitoisuuden lisääntymisestä, sekä epäorgaanisista (mineraalisuolat, hapot, alkalit, savihiukkaset) että orgaanisista (öljy ja öljytuotteet, orgaaniset jäämät, pinta-aktiiviset aineet, torjunta-aineet).

Huolimatta käsittelylaitosten rakentamiseen käytetyistä valtavista varoista monet joet ovat edelleen likaisia, etenkin kaupunkialueilla. Saastumisprosessit ovat koskettaneet jopa valtameriä. Ja tämä ei vaikuta yllättävältä, koska kaikki pyydetty jokiin epäpuhtaudet lopulta ryntää valtamerelle ja saavuttaa sen, jos niitä on vaikea hajottaa.

Meren ekosysteemien saastumisen ympäristövaikutukset ilmenevät seuraavissa prosesseissa ja ilmiöissä:

ekosysteemien vakauden loukkaaminen;

progressiivinen rehevöityminen;

"punaisten vuorovesien" esiintyminen;

kemiallisten myrkyllisten aineiden kertyminen eliöstöön;

biologisen tuottavuuden lasku;

mutageneesin ja karsinogeneesin esiintyminen meriympäristössä;

maailman rannikkoalueiden mikrobiologinen saastuminen.

Vesiekosysteemin suojelu on monimutkainen ja erittäin tärkeä kysymys. Tätä varten seuraava ympäristönsuojelutoimenpiteet:

– jätteettömien ja vedettömien teknologioiden kehittäminen; veden kierrätysjärjestelmien käyttöönotto;

– jätevesien käsittely (teollinen, kunnallinen jne.);

– jäteveden ruiskuttaminen syvään pohjavesikerrokseen;

– vesihuoltoon ja muihin tarkoituksiin käytetyn pintaveden puhdistus ja desinfiointi.

Pintavesien pääasiallinen saaste on jätevedet, joten tehokkaiden jätevedenkäsittelymenetelmien kehittäminen ja käyttöönotto on erittäin kiireellinen ja ympäristön kannalta tärkeä tehtävä. Tehokkain tapa suojata pintavesiä jätevesien aiheuttamalta pilaantumiselta on vedettömän ja jättettömän tuotantoteknologian kehittäminen ja käyttöönotto, jonka alkuvaiheessa on kierrätettävän vesihuollon luominen.

Kierrätysvesijärjestelmää järjestettäessä se sisältää useita käsittelylaitoksia ja -asennuksia, mikä mahdollistaa suljetun kierron luomisen teollisuuden ja kotitalouksien jäteveden käytölle. Tällä vedenkäsittelymenetelmällä jätevedet ovat aina kierrossa ja niiden pääsy pintavesistöihin on täysin suljettu pois.

Jäteveden koostumuksen valtavan vaihtelun vuoksi niiden käsittelyyn on olemassa erilaisia ​​menetelmiä: mekaanisia, fysikaalis-kemiallisia, kemiallisia, biologisia jne. Haitallisuusasteesta ja saastumisen luonteesta riippuen jäteveden käsittely voidaan suorittaa millä tahansa menetelmällä. tai joukko menetelmiä (yhdistetty menetelmä). Käsittelyprosessi sisältää lietteen (tai ylimääräisen biomassan) käsittelyn ja jäteveden desinfioinnin ennen sen laskemista säiliöön.

Viime vuosina on kehitetty aktiivisesti uusia tehokkaita menetelmiä, jotka edistävät jätevedenkäsittelyprosessien ympäristöystävällisyyttä:

– sähkökemialliset menetelmät, jotka perustuvat anodiseen hapetukseen ja katodiseen pelkistykseen, sähkökoagulaatioon ja elektroflotaatioon;

– kalvon puhdistusprosessit (ultrasuodattimet, elektrodialyysi ja muut);

– magneettikäsittely, joka parantaa suspendoituneiden hiukkasten kelluntaa;

– veden säteilypuhdistus, joka mahdollistaa saasteiden hapettumisen, koaguloitumisen ja hajoamisen mahdollisimman lyhyessä ajassa;

- otsonointi, jossa jätevesi ei muodosta aineita, jotka vaikuttavat haitallisesti luonnollisiin biokemiallisiin prosesseihin;

- uusien selektiivisten tyyppien käyttöönotto hyödyllisten komponenttien selektiiviseen erottamiseen jätevedestä kierrätystä varten ja muut.

Tiedetään, että viljelysmaan pintavalumien huuhtomalla pois torjunta-aineet ja lannoitteet vaikuttavat vesistöjen saastumiseen. Saastuttavien jätevesien pääsyn vesistöihin estämiseksi tarvitaan joukko toimenpiteitä, mukaan lukien:

lannoitteiden ja torjunta-aineiden käyttöä koskevien normien ja ehtojen noudattaminen;

poltto- ja teippikäsittely torjunta-aineilla jatkuvan sijasta;

lannoitteiden levittäminen rakeiden muodossa ja, jos mahdollista, yhdessä kasteluveden kanssa;

torjunta-aineiden korvaaminen biologisilla kasvinsuojelumenetelmillä.

Vesien ja merien sekä maailman valtameren suojelemiseksi toteutettavilla toimenpiteillä pyritään poistamaan vesien laadun heikkenemisen ja saastumisen syyt. Mannerjalustoilla sijaitsevien öljy- ja kaasukenttien etsinnässä ja kehittämisessä olisi suunniteltava erityistoimenpiteitä meriveden saastumisen estämiseksi. On tarpeen ottaa käyttöön kielto myrkyllisten aineiden upottamisesta valtameriin ja pitää yllä ydinasekokeiden moratoriota.

Tunnelma - Maata ympäröivä ilmaympäristö, sen massa on noin 5,15 * 10 18 kg. Sillä on kerrosrakenne ja se koostuu useista palloista, joiden välillä on siirtymäkerroksia - taukoja. Palloissa ilman määrä ja lämpötila muuttuvat.

Lämpötilajakauman mukaan ilmakehä jaetaan:

– troposfääri (sen pituus keskimmäisillä leveysasteilla on 10-12 km merenpinnan yläpuolella, napoilla - 7-10, päiväntasaajan yläpuolella - 16-18 km, yli 4/5 maan ilmakehän massasta on keskittynyt tänne ; maan pinnan epätasaisen kuumenemisen vuoksi troposfäärissä muodostuu voimakkaita pystysuoria ilmavirtoja, lämpötilan epävakaus, suhteellinen kosteus, paine havaitaan, troposfäärin ilman lämpötila laskee korkeudessa 0,6 ° C jokaista 100 metriä kohden ja vaihtelee välillä +40 - -50 °C);

– stratosfääri (pituus on noin 40 km, sen ilma on harvinainen, kosteus alhainen, ilman lämpötila on -50 - 0 ° C noin 50 km korkeudessa; stratosfäärissä kosmisen säteilyn vaikutuksesta ja Auringon ultraviolettisäteilyn lyhytaaltoosassa ilmamolekyylit ionisoituvat, mikä johtaa otsonikerroksen muodostumiseen, joka sijaitsee 25-40 km:n korkeudessa);

– mesosfääri (0 - -90 o C 50-55 km korkeudessa);

– termosfääri (sille on ominaista jatkuva lämpötilan nousu korkeuden kasvaessa - 200 km:n korkeudessa 500 ° C ja 500-600 km:n korkeudessa se ylittää 1500 ° C; kaasut ovat erittäin harvinaisia ​​​​termosfäärissä, niiden molekyylit liikkuvat suurella nopeudella, mutta törmäävät harvoin toisiinsa eivätkä siksi voi aiheuttaa edes pientä tässä sijaitsevan kehon kuumenemista);

– eksosfääri (useita satoja kilometrejä).

Epätasainen lämpeneminen edistää ilmakehän yleistä kiertoa, mikä vaikuttaa maapallon säähän ja ilmastoon.

Ilmakehän kaasukoostumus on seuraava: typpi (79,09%), happi (20,95%), argon (0,93%), hiilidioksidi (0,03%) ja pieni määrä inerttejä kaasuja (helium, neon, krypton, ksenon) , ammoniakki, metaani, vety jne. . Ilmakehän alemmissa kerroksissa (20 km) on vesihöyryä, jonka määrä vähenee nopeasti korkeuden myötä. 110-120 km korkeudessa lähes kaikki happi muuttuu atomiksi. Oletetaan, että yli 400-500 km ja typpi on atomitilassa. Happi-typpikoostumus säilyy noin 400-600 km korkeuteen asti. Otsonikerros, joka suojaa eläviä organismeja haitallisilta lyhytaaltosäteilyltä, sijaitsee 20-25 kilometrin korkeudessa. Yli 100 km:n etäisyydellä kevyiden kaasujen osuus kasvaa, ja erittäin korkeissa korkeuksissa helium ja vety ovat vallitsevia; osa kaasumolekyyleistä hajoaa atomeiksi ja ioneiksi muodostaen ionosfääri . Ilmanpaine ja tiheys pienenevät korkeuden myötä.

Ilmansaaste. Ilmakehällä on valtava vaikutus biologisiin prosesseihin maalla ja vesistöissä. Sen sisältämää happea käytetään eliöiden hengitysprosessissa ja orgaanisen aineen mineralisoitumisen aikana, autotrofisten kasvien fotosynteesin aikana kuluu hiilidioksidia ja otsoni vähentää organismeille haitallista auringon ultraviolettisäteilyä. Lisäksi ilmakehä edistää maapallon lämmön säilymistä, säätelee ilmastoa, havaitsee kaasumaisia ​​aineenvaihduntatuotteita, kuljettaa vesihöyryä ympäri planeettaa jne. Ilman ilmakehää monimutkaisten organismien olemassaolo on mahdotonta. Siksi ilmansaasteiden ehkäiseminen on aina ollut ja on edelleen ajankohtainen.

Ilmakehän koostumuksen ja saastumisen arvioimiseksi käytetään pitoisuuden käsitettä (C, mg/m 3).

Puhtaalla luonnonilmalla on seuraava koostumus (tilavuus-%): typpi 78,8 %; happi 20,95 %; argon 0,93 %; C02 0,03 %; muut kaasut 0,01 %. Uskotaan, että tällaisen koostumuksen tulisi vastata ilmaa 1 m korkeudella valtameren pinnasta poispäin rannikosta.

Kuten kaikilla muillakin biosfäärin osilla, ilmakehän saastelähteitä on kaksi: luonnollinen ja ihmisen aiheuttama (keinotekoinen). Koko saastelähteiden luokittelu voidaan esittää yllä olevan rakennekaavion mukaisesti: teollisuus, liikenne, energia ovat pääasiallisia ilmansaasteiden lähteitä. Biosfääriin kohdistuvan vaikutuksen luonteen mukaan ilmansaasteet voidaan jakaa kolmeen ryhmään: 1) ilmaston lämpenemiseen vaikuttavat aineet; 2) eliöstön tuhoaminen; 3) otsonikerroksen tuhoaminen.

Pannaan merkille joidenkin ilmansaasteiden lyhyet ominaisuudet.

Epäpuhtauksille ensimmäinen ryhmä tulisi sisältää CO 2, typpioksiduuli, metaani, freonit. Luomiseen kasvihuoneilmiö » Päätekijä on hiilidioksidi, joka lisääntyy 0,4 % vuosittain (kasvihuoneilmiöstä lisää luvussa 3.3). Verrattuna 1800-luvun puoliväliin CO 2 -pitoisuus kasvoi 25 %, typpioksiduuli 19 %.

Freonit - kemialliset yhdisteet, jotka eivät ole tyypillisiä ilmakehään, joita käytetään kylmäaineina - aiheuttavat 25% kasvihuoneilmiön syntymisestä 90-luvulla. Laskelmat osoittavat, että vuoden 1987 Montrealin sopimuksesta huolimatta. freonien käytön rajoittamisesta vuoteen 2040 mennessä. tärkeimpien freonien pitoisuus nousee merkittävästi (kloorifluorihiili 11 - 77%, kloorifluorihiili - 12 - 66%), mikä johtaa kasvihuoneilmiön lisääntymiseen 20%. Ilmakehän metaanipitoisuuden lisäys oli mitätön, mutta tämän kaasun ominaisosuus on noin 25 kertaa suurempi kuin hiilidioksidin. Jos et pysäytä "kasvihuonekaasujen" virtausta ilmakehään, keskimääräiset vuotuiset lämpötilat maapallolla nousevat 2000-luvun loppuun mennessä keskimäärin 2,5-5 °C. On tarpeen: vähentää hiilivetypolttoaineiden polttamista ja metsien häviämistä. Jälkimmäinen on vaarallista, ja sen lisäksi, että se lisää ilmakehän hiilen määrää, se myös heikentää biosfäärin assimilaatiokykyä.

Epäpuhtauksille toinen ryhmä tulisi sisältää rikkidioksidia, kiintoaineita, otsonia, hiilimonoksidia, typpioksidia, hiilivetyjä. Näistä kaasumaisessa tilassa olevista aineista eniten vaurioittavat biosfääriä rikkidioksidi ja typen oksidit, jotka kemiallisten reaktioiden aikana muuttuvat pieniksi rikki- ja typpihapon suolojen kiteiksi. Akuutein ongelma on ilman saastuminen rikkipitoisilla aineilla. Rikkidioksidi on haitallista kasveille. Hengityksen aikana lehtiin joutuessaan SO 2 estää solujen elintärkeää toimintaa. Tässä tapauksessa kasvien lehdet peitetään ensin ruskeilla täplillä ja kuivuvat sitten.

Rikkidioksidi ja muut sen yhdisteet ärsyttävät silmien ja hengitysteiden limakalvoja. Pitkäkestoinen alhaiset SO 2 -pitoisuudet johtavat krooniseen gastriittiin, hepatopatiaan, keuhkoputkentulehdukseen, kurkunpäätulehdukseen ja muihin sairauksiin. On näyttöä ilman SO 2 -pitoisuuden ja keuhkosyöpäkuolleisuuden välisestä suhteesta.

Ilmakehässä SO 2 hapettuu SO 3:ksi. Hapetus tapahtuu katalyyttisesti hivenmetallien, pääasiassa mangaanin, vaikutuksesta. Lisäksi kaasumainen ja veteen liuennut SO 2 voidaan hapettaa otsonilla tai vetyperoksidilla. Yhdessä veden kanssa SO 3 muodostaa rikkihappoa, joka muodostaa sulfaatteja ilmakehän metallien kanssa. Happosulfaattien biologinen vaikutus yhtäläisinä pitoisuuksina on selvempi kuin SO 2 . Rikkidioksidia esiintyy ilmakehässä useista tunteista useisiin päiviin riippuen kosteudesta ja muista olosuhteista.

Yleensä suolojen ja happojen aerosolit tunkeutuvat herkkiin keuhkojen kudoksiin, tuhoavat metsiä ja järviä, vähentävät satoa, tuhoavat rakennuksia, arkkitehtonisia ja arkeologisia monumentteja. Ilmassa olevat hiukkaset muodostavat kansanterveydelle suuremman vaaran kuin happamat aerosolit. Periaatteessa se on vaara isot kaupungit. Erityisen haitallisia kiinteitä aineita löytyy dieselmoottoreiden ja kaksitahtisten bensiinimoottoreiden pakokaasuista. Suurin osa teollista alkuperää olevista hiukkasista ilmassa on onnistuneesti vangittu kehittyneissä maissa kaikenlaisin teknisin keinoin.

Otsoni pintakerroksessa esiintyy automoottoreissa polttoaineen epätäydellisen palamisen aikana muodostuneiden ja monissa tuotantoprosesseissa vapautuvien hiilivetyjen vuorovaikutuksen seurauksena typen oksidien kanssa. Se on yksi vaarallisimmista hengityselimiin vaikuttavista saasteista. Se on voimakkainta kuumalla säällä.

Hiilimonoksidi, typen oksidit ja hiilivedyt päätyvät ilmakehään pääasiassa ajoneuvojen pakokaasujen mukana. Kaikilla näillä kemiallisilla yhdisteillä on tuhoisa vaikutus ekosysteemeihin jopa ihmiselle sallittuja pitoisuuksia pienemmillä pitoisuuksilla, nimittäin: ne happamoittavat vesistöalueita tappaen niissä eläviä organismeja, tuhoavat metsiä ja vähentävät satoa (otsoni on erityisen vaarallista). Yhdysvalloissa tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että nykyiset otsonipitoisuudet vähentävät durran ja maissin satoa 1 %, puuvillan ja soijapapujen satoa 7 % ja sinimailasen yli 30 %.

Stratosfäärin otsonikerrosta tuhoavista saasteista tulee huomioida freonit, typpiyhdisteet, yliäänikoneiden ja rakettien pakokaasut.

Fluorikloorihiilivetyjä, joita käytetään laajalti kylmäaineina, pidetään pääasiallisena ilmakehän kloorin lähteenä. Niitä ei käytetä vain jäähdytysyksiköissä, vaan myös lukuisissa kotitalouksien aerosolitölkeissä maaleilla, lakoilla, hyönteismyrkkyillä. Freonimolekyylit ovat vastustuskykyisiä ja niitä voidaan kuljettaa lähes muuttumattomina ilmakehän massojen mukana pitkiä matkoja. 15–25 km:n korkeudessa (otsonipitoisuuden vyöhyke) ne altistuvat ultraviolettisäteille ja hajoavat muodostaen atomiklooria.

On todettu, että viimeisen vuosikymmenen aikana otsonikerroksen menetys oli polaarisilla alueilla 12–15 % ja keskimmäisillä leveysasteilla 4–8 %. Vuonna 1992 saatiin upeita tuloksia: Moskovan leveysasteelta löydettiin alueita, joiden otsonikerros hävisi jopa 45 %. Jo nyt lisääntyneen ultraviolettisäteilyn vuoksi sadot ovat laskeneet Australiassa ja Uudessa-Seelannissa ja lisääntyneet ihosyöpä.

Biosfäärin teknogeeniset aineet, jotka vaikuttavat haitallisesti eliöstöön, luokitellaan seuraavasti (annetaan yleinen luokitus, joka ei päde vain kaasumaisille aineille). Vaara-asteen mukaan kaikki haitalliset aineet jaetaan neljään luokkaan (taulukko 2):

I - erittäin vaaralliset aineet;

II - erittäin vaaralliset aineet;

III - kohtalaisen vaaralliset aineet;

IV - vähäriskiset aineet.

Haitallisen aineen luokitus vaaraluokkaan tapahtuu tunnusluvun mukaan, jonka arvo vastaa korkeinta vaaraluokkaa.

Tässä: A) on keskittyminen, joka päivittäisen (paitsi viikonloppuisin) työskentelyn aikana 8 tunnin tai muun ajan, mutta enintään 41 tuntia viikossa, ei koko työkokemuksen aikana voi aiheuttaa sairauksia tai poikkeamia terveydentilassa. nykyaikaiset tutkimusmenetelmät työnteossa tai nykyisten ja tulevien sukupolvien kaukaisissa elämänvaiheissa;

B) - aineen annos, joka aiheuttaa 50 %:lle eläimistä kuoleman yhdellä injektiolla mahalaukkuun;

C) - aineen annos, joka aiheuttaa 50 %:lle eläimistä kuoleman yhdellä levityksellä iholle;

D) - aineen pitoisuus ilmassa, joka aiheuttaa 50 %:lle eläimistä kuoleman 2–4 tunnin inhalaatioaltistuksella;

E) - haitallisen aineen suurimman sallitun pitoisuuden suhde ilmassa 20 ° C: ssa hiirten keskimääräiseen tappavaan pitoisuuteen;

E) - haitallisen aineen keskimääräisen tappavan pitoisuuden suhde vähimmäispitoisuuteen (kynnys), joka aiheuttaa muutoksen biologisissa indikaattoreissa koko organismin tasolla, jotka ylittävät mukautuvien fysiologisten reaktioiden rajat;

G) - Pienin (kynnys) pitoisuus, joka aiheuttaa biologisten parametrien muutoksen koko organismin tasolla, adaptiivisten fysiologisten reaktioiden rajojen yli, suhde minimiin (kynnys) pitoisuuteen, joka aiheuttaa haitallisen vaikutuksen kroonisessa sairaudessa. kokeile 4 tuntia, 5 kertaa viikossa vähintään 4 -x kuukauden ajan.

Taulukko 2 Haitallisten aineiden luokitus

Indeksi	Normi ​​vaaraluokalle
(A) Suurin sallittu haitallisten aineiden pitoisuus (MPC) työalueen ilmassa, mg / m 3
(B) Keskimääräinen tappava annos vatsaan ruiskeena (MAD), mg/kg				yli 5000
(B) Keskimääräinen tappava annos iholle levitettynä (MTD), mg/kg				yli 2500
(D) Keskimääräinen tappava pitoisuus ilmassa (TLC), mg/m 3				yli 50 000
(E) Hengitysmyrkytysmahdollisuuden suhde (POI)
(E) Akuutti toimintavyöhyke (ZAZ)
(G) Krooninen vyöhyke (ZZhA)	yli 10.0

Ilmakehän epäpuhtauksien vaara ihmisten terveydelle ei riipu pelkästään niiden pitoisuudesta ilmassa, vaan myös vaaraluokasta. Kaupunkien ja alueiden ilmakehän vertailevassa arvioinnissa, ottaen huomioon saasteiden vaaraluokka, käytetään ilmansaasteindeksiä.

Yksittäiset ja monimutkaiset ilmansaasteindeksit voidaan laskea eri aikaväleille - kuukaudelle, vuodelle. Samanaikaisesti laskelmissa käytetään epäpuhtauksien keskimääräisiä kuukausi- ja vuosipitoisuuksia.

Niille epäpuhtauksille, joille ei ole vahvistettu MPC-arvoja ( suurin sallittu pitoisuus ), on asetettu arvioidut turvalliset altistustasot (ARVOT). Pääsääntöisesti tämä selittyy sillä, että niiden käytöstä ei ole saatu kokemusta, joka riittäisi arvioimaan niiden vaikutusten pitkän aikavälin vaikutuksia väestöön. Jos teknisissä prosesseissa vapautuu ja ilmaympäristöön joutuu aineita, joille ei ole hyväksyttyjä MPC- tai SHEL-arvoja, yritysten on haettava luonnonvaraministeriön alueellisia elimiä väliaikaisten standardien vahvistamiseksi. Lisäksi joillekin aineille, jotka saastuttavat ilmaa ajoittain, on vahvistettu vain kertaluonteiset MPC-arvot (esimerkiksi formaliinille).

Joidenkin raskasmetallien osalta ei ainoastaan ​​keskimääräinen päivittäinen pitoisuus ilmakehän ilmassa (MPC ss) normalisoitu, vaan myös suurin sallittu pitoisuus yksittäisten mittausten aikana (MPC rz) työalueen ilmassa (esimerkiksi lyijylle - MPC ss \u003d 0,0003 mg / m 3 ja MPC pz \u003d 0,01 mg / m 3).

Myös sallitut pöly- ja torjunta-ainepitoisuudet ilmakehässä on standardoitu. Siten piidioksidia sisältävän pölyn MPC riippuu siinä olevan vapaan SiO 2 -pitoisuudesta; kun SiO 2 -pitoisuus muuttuu 70 %:sta 10 %:iin, MPC muuttuu arvosta 1 mg/m 3 arvoon 4,0 mg/m 3 .

Joillakin aineilla on yksisuuntainen haitallinen vaikutus, jota kutsutaan summausvaikutukseksi (esim. asetoni, akroleiini, ftaalihappoanhydridi - ryhmä 1).

Ihmisperäistä ilmansaastetta voidaan luonnehtia niiden ilmakehässä esiintymisen keston, niiden sisällön lisääntymisnopeuden, vaikutuksen laajuuden ja vaikutuksen luonteen perusteella.

Samojen aineiden läsnäolon kesto on erilainen troposfäärissä ja stratosfäärissä. Joten CO 2 on läsnä troposfäärissä 4 vuotta ja stratosfäärissä - 2 vuotta, otsonia - 30-40 päivää troposfäärissä ja 2 vuotta stratosfäärissä ja typpioksidia - 150 vuotta (sekä siellä että siellä) .

Saasteiden kertymisnopeus ilmakehään on erilainen (liittyy luultavasti biosfäärin käyttökykyyn). Joten CO 2 -pitoisuus kasvaa 0,4% vuodessa ja typen oksidit - 0,2% vuodessa.

Ilmakehän epäpuhtauksien hygieenisen säätelyn perusperiaatteet.

Ilman saasteiden hygieeninen standardointi perustuu seuraavaan ilmansaasteiden haitallisuuden kriteerit :

1. Hyväksyttäväksi voidaan hyväksyä vain sellainen tietyn aineen pitoisuus ilmakehän ilmassa, jolla ei ole suoraa tai välillistä haitallista ja epämiellyttävää vaikutusta ihmiseen, joka ei vähennä hänen työkykyään, ei vaikuta hänen hyvinvointiinsa ja mieliala.

2. Riippuvuutta haitallisista aineista tulee pitää epäsuotuisana hetkenä ja todisteena tutkitun pitoisuuden hyväksyttävyydestä.

3. Sellaisia ​​haitallisten aineiden pitoisuuksia, jotka vaikuttavat haitallisesti kasvillisuuteen, alueen ilmastoon, ilmakehän läpinäkyvyyteen ja väestön elinoloihin, ei voida hyväksyä.

Ilman pilaantumisen sallittua määrää koskevan kysymyksen ratkaisu perustuu ajatukseen kynnysarvojen olemassaolosta pilaantumisen toiminnassa.

Ilmakehän haitallisten aineiden MPC-arvoa tieteellisesti perusteltaessa käytetään rajoittavan indikaattorin periaatetta (sääntö herkimmän indikaattorin mukaan). Joten jos haju tuntuu pitoisuuksilla, joilla ei ole haitallista vaikutusta ihmiskehoon ja ympäristöön, säännöstely suoritetaan hajukynnyksen mukaan. Jos aineella on ympäristöön haitallisia vaikutuksia pienemmillä pitoisuuksilla, niin hygieenisessä säännöstössä otetaan huomioon tämän aineen vaikutuskynnys ympäristöön.

Ilmaa saastuttaville aineille Venäjällä on vahvistettu kaksi standardia: kertaluonteinen ja keskimääräinen päivittäinen MPC.

Kertaluonteinen enimmäismäärä on asetettu estämään ihmisen refleksireaktiot (hajuaisti, muutokset aivojen biosähköisessä aktiivisuudessa, silmien valoherkkyys jne.) lyhytaikaisessa (enintään 20 minuuttia) altistumisessa ilmakehän vaikutuksille. saastuminen, ja keskimääräinen päivittäinen määrä on asetettu estämään niiden resorptiiviset (yleiset myrkylliset, mutageeniset, karsinogeeniset jne.) vaikutukset.

Siten kaikki biosfäärin komponentit kokevat valtavan ihmisen aikaansaaman vaikutuksen. Tällä hetkellä on täysi syy puhua teknosfääristä "järjettömyyden sfäärinä".

Kysymyksiä itsehillintää varten

1. Biosfäärin elementtien ryhmäluokitus V.I. Vernadski.

2. Mitkä tekijät määräävät maaperän hedelmällisyyden?

3. Mikä on "hydrosfääri"? Veden jakautuminen ja rooli luonnossa.

4. Missä muodoissa jätevedessä on haitallisia epäpuhtauksia ja miten se vaikuttaa jäteveden käsittelymenetelmien valintaan?

5. Ilmakehän eri kerrosten erityispiirteet.

6. Haitallisen aineen käsite. Haitallisten aineiden vaaraluokat.

7. Mikä on MPC? MPC:n mittayksiköt ilmassa ja vedessä. Missä haitallisten aineiden MPC-arvoja valvotaan?

8. Miten päästöjen lähteet ja haitallisten aineiden päästöt ilmakehään jaetaan?

3.3 Aineiden kierto biosfäärissä . Biosfäärin hiilikierto. Kasvihuoneilmiö: esiintymismekanismi ja mahdollisia seurauksia.

Orgaanisten aineiden fotosynteesiprosessit jatkuvat satoja miljoonia vuosia. Mutta koska maa on äärellinen fyysinen kappale, kaikki kemialliset alkuaineet ovat myös fysikaalisesti äärellisiä. Miljoonien vuosien aikana niiden pitäisi näyttää uupuneen. Näin ei kuitenkaan tapahdu. Lisäksi ihminen jatkuvasti tehostaa tätä prosessia lisäämällä luomiensa ekosysteemien tuottavuutta.

Kaikki planeettamme aineet ovat aineiden biokemiallisen kierron prosessissa. Pääpiirejä on 2 iso tai geologinen ja pieni tai kemiallista.

iso piiri kestää miljoonia vuosia. Se piilee siinä, että kivet tuhoutuvat, vesivirtaukset kuljettavat tuhotuotteet pois valtameriin tai palaavat osittain maahan sateen mukana. Mannerten vajoamisprosessit ja merenpohjan kohoaminen pitkään johtavat näiden aineiden palautumiseen maalle. Ja prosessi alkaa taas.

Pieni piiri , osana suurempaa, tapahtuu ekosysteemitasolla ja perustuu siihen, että maaperän ravinteet, vesi, hiili kertyvät kasviaineisiin ja kuluvat kehon ja elämänprosessien rakentamiseen. Maaperän mikroflooran hajoamistuotteet hajoavat jälleen kasvien saatavilla oleviksi mineraalikomponenteiksi ja ovat jälleen mukana aineen virtauksessa.

Kemikaalien kierto epäorgaanisesta ympäristöstä kasvien ja eläinten kautta takaisin epäorgaaninen ympäristö Aurinkoenergiaa käyttämällä kutsutaan kemiallisia reaktioita biokemiallinen kierto .

Maapallon monimutkaisen evoluution mekanismin määrää kemiallinen alkuaine "hiili". Hiili - kiinteä osa kiviä ja hiilidioksidin muodossa sisältyy osaan ilmakehän ilmasta. Hiilidioksidin lähteitä ovat tulivuoret, hengitys, metsäpalot, polttoaineen poltto, teollisuus jne.

Ilmakehä vaihtaa intensiivisesti hiilidioksidia maailman valtamerten kanssa, missä sitä on 60 kertaa enemmän kuin ilmakehässä, koska. CO 2 liukenee hyvin veteen (mitä matalampi lämpötila, sitä korkeampi liukoisuus, eli sitä on enemmän matalilla leveysasteilla). Meri toimii kuin jättiläinen pumppu: se imee hiilidioksidia kylmillä alueilla ja "puhaltaa sen" osittain tropiikissa.

Ylimääräinen hiilimonoksidi meressä yhdistyy veteen muodostaen hiilihappoa. Yhdessä kalsiumin, kaliumin, natriumin kanssa se muodostaa stabiileja yhdisteitä karbonaattien muodossa, jotka laskeutuvat pohjalle.

Meressä oleva kasviplanktoni imee hiilidioksidia fotosynteesin aikana. Kuolleet organismit putoavat pohjalle ja tulevat osaksi sedimenttikiviä. Tämä osoittaa suuren ja pienen ainekierron vuorovaikutuksen.

CO 2 -molekyylistä fotosynteesin aikana saatu hiili sisältyy glukoosin koostumukseen ja sitten monimutkaisempien yhdisteiden koostumukseen, joista kasvit rakennetaan. Myöhemmin ne siirtyvät ravintoketjuja pitkin ja muodostavat kaikkien muiden ekosysteemin elävien organismien kudoksia ja palautetaan ympäristöön osana hiilidioksidia.

Hiiltä on myös öljyssä ja hiilessä. Polttamalla polttoainetta ihminen myös täydentää polttoaineen sisältämän hiilen kiertokulkua - näin biotekninen hiilikierto.

Jäljellä oleva hiilen massa löytyy merenpohjan karbonaattiesiintymistä (1,3-10t), kiteisistä kivistä (1-10t), hiilestä ja öljystä (3,4-10t). Tämä hiili osallistuu ekologiseen kiertokulkuun. Elämää maapallolla ja ilmakehän kaasutasapainoa ylläpitää suhteellisen pieni määrä hiiltä (5-10 tonnia).

Siitä on laaja mielipide ilmaston lämpeneminen ja sen seuraukset uhkaavat meitä teollisen lämmöntuotannon vuoksi. Eli kaikki jokapäiväisessä elämässä, teollisuudessa ja liikenteessä kulutettu energia lämmittää maata ja ilmakehää. Yksinkertaisimmat laskelmat osoittavat kuitenkin, että Auringon aiheuttama maapallon lämmitys on monta suuruusluokkaa suurempi kuin ihmisen toiminnan tulokset.

tiedemiehet todennäköinen syy Ilmaston lämpenemisen katsotaan lisäävän hiilidioksidipitoisuutta maapallon ilmakehässä. Hän on se, joka aiheuttaa ns « kasvihuoneilmiö ».

Mikä on Kasvihuoneilmiö ? Tapaamme tämän ilmiön hyvin usein. Tiedetään hyvin, että samalla päivälämpötilalla yölämpötila on erilainen pilvisyydestä riippuen. Pilvisyys peittää maan peitteenä, ja pilvinen yö on 5-10 astetta lämpimämpi kuin pilvetön samassa päivälämpötilassa. Jos pilvet, jotka ovat pienimmät vesipisarat, eivät kuitenkaan päästä lämpöä kulkemaan sekä ulkopuolelta että Auringosta Maahan, hiilidioksidi toimii kuin diodi - lämpöä Auringosta tulee maahan, mutta ei takaisin.

Ihmiskunta kuluttaa suuri määrä luonnonvaroja, polttaa yhä enemmän fossiilisia polttoaineita, mikä lisää hiilidioksidin prosenttiosuutta ilmakehässä, eikä se vapauta infrapunasäteilyä maan lämmitetyltä pinnalta avaruuteen, mikä luo "kasvihuoneilmiön". Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntymisen seurauksena voi olla ilmaston lämpeneminen ja maapallon lämpötilan nousu, mikä puolestaan ​​johtaa sellaisiin seurauksiin kuin jäätiköiden sulaminen ja tason nousu. maailman valtamerestä kymmenien tai jopa satojen metrien verran, monet maailman rannikkokaupungit.

Tämä on mahdollinen skenaario tapahtumien kehittymiselle ja ilmaston lämpenemisen seurauksille, joiden syynä on kasvihuoneilmiö. Vaikka kaikki Etelämantereen ja Grönlannin jäätiköt kuitenkin sulaisivat, maailman valtameren pinta nousee enintään 60 metriä. Mutta tämä on äärimmäinen, hypoteettinen tapaus, joka voi tapahtua vain Etelämantereen jäätiköiden äkillisen sulamisen yhteydessä. Ja tätä varten Antarktikselle on asetettava positiivinen lämpötila, joka voi olla vain seurausta planeetan mittakaavassa tapahtuvasta katastrofista (esimerkiksi maapallon akselin kaltevuuden muutoksesta).

"Kasvihuonekatastrofin" kannattajien keskuudessa ei ole yksimielisyyttä sen todennäköisestä laajuudesta, ja arvovaltaisimmat heistä eivät lupaa mitään kauheaa. Hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistuessa rajalämpeneminen voi olla enintään 4°C. Lisäksi on todennäköistä, että ilmaston lämpenemisen ja nousevien lämpötilojen myötä valtameren pinta ei muutu, tai jopa päinvastoin laskee. Loppujen lopuksi lämpötilan noustessa myös sademäärä voimistuu, ja jäätiköiden reunojen sulamista voidaan kompensoida lisääntyneellä lumisateella niiden keskiosissa.

Siten kasvihuoneilmiön ongelma ja sen aiheuttama ilmaston lämpeneminen sekä niiden mahdolliset seuraukset, vaikka se on objektiivisesti olemassa, näiden ilmiöiden laajuus on nykyään selvästi liioiteltu. Joka tapauksessa ne vaativat erittäin perusteellista tutkimusta ja pitkän aikavälin tarkkailua.

Lokakuussa 1985 pidetty kansainvälinen klimatologien kongressi oli omistettu kasvihuoneilmiön mahdollisten ilmastovaikutusten analysoinnille. Villachissa (Itävalta). Kongressin osallistujat tulivat siihen johtopäätökseen, että ilmaston lieväkin lämpeneminen johtaa huomattavaan haihtumisen lisääntymiseen Maailman valtameren pinnalta, mikä lisää kesä- ja talvisateiden määrää mantereilla. Tämä lisäys ei ole tasaista. Laskelmien mukaan Etelä-Euroopan halki Espanjasta Ukrainaan ulottuu kaistale, jonka sisällä sademäärä pysyy nykyisen suuruisena tai jopa pienenee hieman. 50°:n pohjoispuolella (tämä on Harkovin leveysaste) sekä Euroopassa että Amerikassa se kasvaa vähitellen vaihtelujen myötä, joita olemme havainneet viimeisen vuosikymmenen aikana. Tämän seurauksena Volgan virtaus kasvaa, eikä Kaspianmerta uhkaa tason lasku. Tämä oli tärkein tieteellinen argumentti, joka lopulta teki mahdolliseksi luopua hankkeesta siirtää osa pohjoisten jokien virtauksesta Volgaan.

Tarkimmat ja vakuuttavimmat tiedot kasvihuoneilmiön mahdollisista seurauksista tarjoavat paleogeografiset rekonstruktiot, jotka ovat koonneet asiantuntijat, jotka tutkivat Maan geologista historiaa viimeisen miljoonan vuoden ajalta. Loppujen lopuksi tämän "äskettäisen" geologisen historian aikana Maan ilmasto joutui erittäin jyrkkiin globaaleihin muutoksiin. Nykyään kylmempinä aikoina mannerjää, kuten nyt Etelämanner ja Grönlanti pitävät kiinni, peitti koko Kanadan ja koko Pohjois-Euroopan, mukaan lukien paikat, joissa Moskova ja Kiova nykyään seisovat. Porolaumat ja pörröiset mammutit vaelsivat Krimin tundralla ja Pohjois-Kaukasia, sieltä löytyvät nyt heidän luurankonsa jäännökset. Ja interglasiaalisten aikakausien aikana maapallon ilmasto oli paljon lämpimämpi kuin nykyinen: mannerjää Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa ne sulivat, Siperiassa ikirouta suli monta metriä, merijää katosi pohjoisrannikoltamme, metsäkasvillisuus levisi fossiilisten itiö-siitepölyspektrien perusteella nykyajan tundran alueelle. Voimakkaat jokivirrat virtasivat Keski-Aasian tasangoilla ja täyttivät Aralmeren altaan vedellä plus 72 metriin asti, ja monet niistä kantoivat vettä Kaspianmerelle. Turkmenistanin Karakumin autiomaa on näiden muinaisten kanavien hajallaan oleva hiekkaesiintymä.

Kaiken kaikkiaan fyysinen ja maantieteellinen tilanne lämpimien jääkausien välisten aikakausien aikana koko entisen Neuvostoliiton alueella oli nykyistä suotuisampi. Se oli sama Skandinavian maissa ja Keski-Euroopan maissa.

Valitettavasti geologit, jotka tutkivat planeettamme evoluution viimeisen miljoonan vuoden geologista historiaa, eivät ole tähän mennessä olleet mukana keskustelussa kasvihuoneilmiön ongelmasta. Ja geologit voisivat tehdä arvokkaita lisäyksiä olemassa oleviin ideoihin. Erityisesti on ilmeistä, että kasvihuoneilmiön mahdollisten seurausten oikeaan arvioimiseen tulisi käyttää laajemmin paleografisia tietoja aikaisemmista merkittävistä ilmaston lämpenemisestä. Tällaisten nykyään tunnettujen tietojen analyysi antaa meille mahdollisuuden ajatella, että kasvihuoneilmiö, toisin kuin yleisesti uskotaan, ei aiheuta katastrofeja planeettamme kansoille. Päinvastoin, monissa maissa, myös Venäjällä, se luo nykyistä suotuisammat ilmasto-olosuhteet.

Kysymyksiä itsehillintää varten

1. Aineiden tärkeimpien biokemiallisten kiertokulkujen ydin.

2. Mikä on biokemiallinen hiilen kiertokulku?

3. Mitä termi "kasvihuoneilmiö" tarkoittaa ja mihin se liittyy? Lyhyt arviosi ongelmasta.

4. Onko ilmaston lämpenemisen uhka mielestäsi olemassa? Perustele vastauksesi