Aba. 1. Conchas da Terra

Nome	ATMOSFERA	HIDROSFERA	BIOSFERA
Descrição	Uma concha de ar, cujos limites inferiores correm ao longo da superfície da hidrosfera e da litosfera, e o superior está localizado a uma distância de cerca de 1 mil km. É composto pela ionosfera, estratosfera e troposfera.	Ocupa 71% da superfície da Terra. Salinidade média- 35 g/l, a temperatura varia de 3-32 °C. Os raios do sol penetram a uma profundidade de 200 m e ultravioleta - até 800 m.	Inclui todos os organismos vivos que habitam a atmosfera, hidrosfera e litosfera.
Nome	LITOSFERA	PIROSFERA	CENTROSFERA
Descrição	Concha sólida de pedra, 5-80 km de altura.	A concha de fogo, localizada diretamente sob a litosfera.	Também chamado de núcleo da Terra. Ele está localizado a uma profundidade de 1800 km. Consiste em metais: ferro (Fe), níquel (Ni).

Definição.Litosfera - Esta é a casca sólida da Terra, composta pela crosta terrestre e pela camada superior - o manto. Sua espessura é diferente, por exemplo, nos continentes - de 40 a 80 km e sob os mares e oceanos - 5 a 10 km. A composição da crosta terrestre inclui oito elementos (Tabela 2, Fig. 2-9).

Aba. 2. A composição da crosta terrestre

Nome	Imagem	Nome	Imagem
Oxigênio (O 2)	Arroz. 2. Oxigênio ()	Ferro (Fe)
Silício (Si)		Magnésio (Mg)
Hidrogênio (H 2)		Cálcio (Ca)
Alumínio (Al)	Arroz. 5. Alumínio ()	Sódio (Na)

A litosfera da Terra não é uniforme. Muitos cientistas acreditam que é dividido por falhas de profundidade em pedaços separados - placas. Essas placas estão em constante movimento. Graças à camada amolecida do manto, esse movimento não é perceptível para uma pessoa, pois ocorre muito lentamente. Mas quando as placas colidem, ocorrem terremotos, vulcões, cadeias de montanhas podem se formar. Em geral, a área total da Terra é de 148 milhões de km2, dos quais 133 milhões de km2 são habitáveis.

Definição.O solo- esta é a camada fértil superior da terra, que é o habitat de muitos organismos vivos. O solo é link de conexão entre hidro-, lito- e atmosfera. A litosfera é necessária para plantas, fungos, animais e humanos, por isso é tão importante protegê-la e protegê-la. Vamos considerar as principais fontes de poluição da litosfera (Tabela 3, Fig. 10-14).

Aba. 3. Fontes de poluição da litosfera

	Descrição	Imagem
	Edifícios residenciais e utilitários, a partir do qual há uma grande quantidade de entulhos de construção, desperdício de alimentos.	Arroz. 10. Lixo, resíduos ()
	O impacto negativo também empresas industriais, porque seus resíduos líquidos, sólidos e gasosos entram na litosfera.	Arroz. 11. Resíduos de empresas industriais ()
	Impacto Agricultura, expressa na poluição com resíduos biológicos e pesticidas.	Arroz. 12. Resíduos agrícolas ()
	resíduos radioativos, como resultado do desastre de Chernobyl, os produtos da liberação e meia-vida de substâncias radioativas afetam negativamente qualquer organismo vivo.	Arroz. 13. Resíduos radioativos ()
	Fumaça do trânsito provenientes do transporte, que se instalam no solo e entram no ciclo das substâncias.	Arroz. 14. Exaustão ()

Os gases de escape contêm muitos metais pesados. Assim, os cientistas calcularam que a maior quantidade de metais pesados ​​cai nos solos próximos às rodovias, nos quais a concentração de metais pesados ​​pode ser 30 vezes maior que a normal. Exemplos de metais pesados: chumbo (Pb), cobre (Cu), cádmio (Cd).

Todos devem entender a importância de manter o habitat dos organismos vivos o mais limpo possível. Para isso, muitos cientistas estão desenvolvendo métodos de combate aos poluentes (Tabela 4).

Aba. 4. Métodos de controle de poluição

	Característica do método
	Organização de aterros autorizados, que ocupam vastas áreas, e os resíduos que contêm requerem processamento a longo prazo com a participação de microrganismos e oxigênio. Assim, substâncias tóxicas nocivas são liberadas na atmosfera da Terra. Também leva à reprodução de roedores e insetos que são portadores de doenças.
	Mais forma efetivaé um organização de instalações de incineração de resíduos, embora a queima de resíduos também libere toxinas na atmosfera da Terra. Eles tentaram purificá-los com água, mas depois essas substâncias entram na hidrosfera.
	O melhor método é organização de plantas de processamento de resíduos, enquanto parte dos resíduos é transformada em composto, que pode ser utilizado na agricultura. Parte das substâncias não compostáveis ​​pode ser reutilizada. Exemplos: plásticos, vidro.

Assim, a eliminação de resíduos é um problema para toda a humanidade: tanto os estados individuais como cada pessoa.

Definição.Hidrosfera- concha de água da Terra (Esquema 1).

Esquema 1. Composição da hidrosfera

95,98% - mares e oceanos;

2% - geleiras;

2% - águas subterrâneas;

0,02% - águas terrestres: rios, lagos, pântanos.

A hidrosfera desempenha um papel vital na vida do planeta. Acumula calor e distribui-o por todos os continentes. Além disso, o vapor de água gasoso é formado a partir da superfície dos oceanos, que posteriormente caem junto com a precipitação na terra. Assim, a hidrosfera interage tanto com a atmosfera, formando nuvens, quanto com a litosfera, caindo no solo junto com a precipitação.

Água - substância única, sem o qual nenhum organismo pode prescindir, pois está envolvido em todos os processos metabólicos. A água na terra pode estar em diferentes estados de agregação.

Era uma vez, foi na água que os primeiros organismos vivos se originaram. E ainda hoje, todos os organismos vivos estão em estreita relação com a água.

As empresas produtivas e industriais estão tentando se concentrar nas imediações dos corpos d'água: rios ou grandes lagos. No mundo moderno, a água é o principal fator determinante da produção, e muitas vezes participando dela.

A importância da hidrosfera dificilmente pode ser superestimada, especialmente agora, quando a taxa de crescimento do abastecimento de água e do consumo de água está aumentando a cada dia. Muitos estados não têm água potável na quantidade necessária, então nossa tarefa é manter a água limpa.

Consideremos as principais fontes de poluição da hidrosfera (Tabela 5).

Aba. 5. Fontes de poluição da hidrosfera

Aba. 6. Medidas de preservação de água limpa

Hoje, o fator humano é o principal elo de influência sobre a natureza, sobre todos os organismos vivos sem exceção. Mas não devemos esquecer que a biosfera pode prescindir de nós, mas não podemos viver sem ela. Precisamos aprender a viver em harmonia com a natureza e, para isso, precisamos cultivar o pensamento ecológico.

A próxima lição será dedicada às medidas que estão sendo tomadas para salvar a vida na Terra.

Bibliografia

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Trabalho de casa

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N., História Natural: Proc. para 3, 5 células. média escola - 8ª edição. - M.: Iluminismo, 1992. - p. 233, questões de atribuição. treze.
2. Conte-nos o que você sabe sobre métodos de lidar com poluentes na litosfera.
3. Conte-nos sobre os métodos de preservação de uma hidrosfera limpa.
4. * Preparar um resumo

Manto da Terra- a concha da Terra "sólida", localizada entre a crosta terrestre e o núcleo da Terra. Ocupa 83% da Terra (sem atmosfera) em volume e 67% em massa.

Está separada da crosta terrestre pela superfície de Mohorovic, na qual a velocidade do movimento longitudinal ondas sísmicas ao passar da crosta para o manto da terra, aumenta abruptamente de 6,7-7,6 para 7,9-8,2 km/s; O manto é separado do núcleo da Terra pela superfície (a uma profundidade de cerca de 2.900 km), na qual a velocidade das ondas sísmicas cai de 13,6 para 8,1 km/s. O manto da Terra é dividido em manto inferior e superior. Este último, por sua vez, é dividido (de cima para baixo) no substrato, a camada de Gutenberg (uma camada de baixas velocidades de ondas sísmicas) e a camada de Golitsyn (às vezes chamada de manto do meio). Na base do manto da Terra, distingue-se uma camada com menos de 100 km de espessura, na qual as velocidades das ondas sísmicas não aumentam com a profundidade nem diminuem ligeiramente.

Supõe-se que o manto da Terra é composto por aqueles elementos químicos que, durante a formação da Terra, estavam em estado sólido ou faziam parte de compostos químicos sólidos. Destes elementos, predominam O, Si, Mg, Fe. De acordo com conceitos modernos, a composição do manto da Terra é considerada próxima à dos meteoritos pedregosos. Dos meteoritos pedregosos, os condritos têm a composição mais próxima do manto da Terra. Supõe-se que as amostras diretas da substância do manto sejam fragmentos de rocha entre lava basáltica, trazidos à superfície da Terra; eles também são encontrados junto com diamantes em tubos de explosão. Acredita-se também que os fragmentos de rocha levantados pela draga do fundo das fendas das Dorsais Meso-Oceânicas são a substância do manto.

característica o manto da Terra são, aparentemente, transições de fase. Foi estabelecido experimentalmente que na olivina sob alta pressão a estrutura da rede cristalina muda, aparece um empacotamento mais denso de átomos, de modo que o volume do mineral diminui visivelmente. No quartzo, essa transição de fase é observada duas vezes à medida que a pressão aumenta; a modificação mais densa é 65 °C mais densa que o quartzo comum. Acredita-se que tais transições de fase sejam a principal razão pela qual as velocidades das ondas sísmicas na camada de Golitsyn aumentam muito rapidamente com a profundidade.

Manto superior uma das conchas do globo diretamente abaixo da crosta terrestre. É separado do último Mohorovichi por uma superfície localizada sob os continentes a uma profundidade de 20 a 80 km (35 km em média) e sob os oceanos a uma profundidade de 11 a 15 km da superfície da água. Velocidade da onda sísmica (usado como um método indireto para estudar estrutura interna Terra) aumenta gradualmente na transição da crosta terrestre para o manto superior de aproximadamente 7 a 8 km/s.). A zona dentro das profundidades de 400-900 km é chamada de camada Golitsyn. O manto superior é provavelmente composto por peridotitos granada com uma mistura na parte superior do Eclogito.

A eclogita é uma rocha metamórfica composta por piroxênio com alto teor de quartzo e rutilo (um mineral que contém uma mistura de ferro, estanho, nióbio e tântalo TiO 2 - 60% titânio e 40% oxigênio).

Uma importante característica estrutural do manto superior - a presença de uma zona de baixas velocidades de ondas sísmicas. Existem diferenças na estrutura do manto superior sob diferentes zonas tectônicas, por exemplo, sob geossinclinais e plataformas. No manto superior, estão se desenvolvendo processos que são a fonte de fenômenos tectônicos, magmáticos e metamórficos na crosta terrestre. Em muitas hipóteses tectônicas, o manto superior tem um papel importante; por exemplo, supõe-se que a crosta terrestre foi formada pelo derretimento da substância do manto superior , que os movimentos tectônicos estão associados aos movimentos do manto superior; Costuma-se acreditar que o manto da Terra é quase totalmente composto por olivina [(Mg, Fe) 2 SiO 4 ], em que o componente de magnésio (forsterita) predomina fortemente, mas com profundidade, talvez, a proporção do componente de ferro (faialita ) aumenta. O petrógrafo australiano Ringwood sugere que o manto da Terra é composto por uma rocha hipotética, que ele chamou de pirolita e que em composição corresponde a uma mistura de 3 partes de periodita e 1 parte de basalto. Cálculos teóricos mostram que os minerais do manto inferior da Terra deveriam se decompor em óxidos. No início da década de 70 do século XX, surgiram também dados indicando a presença de heterogeneidades horizontais no manto terrestre.

Não há dúvida de que a crosta terrestre se separou do manto terrestre; O processo de diferenciação do manto da Terra continua até hoje. Há uma suposição de que o núcleo da Terra está crescendo devido ao manto da Terra. Os processos na crosta terrestre e no manto terrestre estão intimamente relacionados; em particular, a energia para os movimentos tectônicos da crosta terrestre parece vir do manto terrestre.

Manto inferior da Terra- parte integrante do manto da Terra, estendendo-se de profundidades de 660 (limite com o manto superior) a 2900 km. A pressão calculada no manto inferior é de 24-136 GPa e o material do manto inferior não está disponível para estudo direto.

No manto inferior há uma camada (camada D) na qual a velocidade das ondas sísmicas é anormalmente baixa e apresenta heterogeneidades horizontais e verticais. Supõe-se que é formado pela penetração ascendente de Fe e Ni em silicatos, que são fundidos por esses fluxos. Isso é extremamente importante, pois alguns pesquisadores acreditam que partes da placa de subducção se acumulam a 660 km do limite e se tornam exponencialmente mais pesadas e afundam no núcleo e se acumulam na camada D.

crosta terrestre- a mais externa das conchas sólidas da Terra. O limite inferior da crosta terrestre é considerado a interface, durante a passagem da qual, de cima para baixo, as ondas sísmicas longitudinais aumentam abruptamente a velocidade de 6,7-7,6 km / s para 7,9-8,2 km / s (ver superfície de Mohorovicic) . Este é um sinal de mudança de um material menos elástico para um mais elástico e mais denso. A camada do manto superior subjacente à crosta terrestre é muitas vezes referida como o substrato. Juntamente com a crosta terrestre, forma a litosfera. A crosta terrestre é diferente nos continentes e sob o oceano. A crosta continental costuma ter uma espessura de 35-45 km, em áreas países montanhosos- até 70 km. A parte superior da crosta continental é constituída por uma camada sedimentar descontínua, constituída por rochas sedimentares e vulcânicas inalteradas ou ligeiramente alteradas de diferentes idades. As camadas são muitas vezes amassadas em dobras, rasgadas e deslocadas ao longo da lacuna. Em alguns lugares (em escudos) a concha sedimentar está ausente. O restante da espessura da crosta continental é dividido de acordo com as velocidades das ondas sísmicas em 2 partes com nomes condicionais: para a parte superior - a camada "granito" (a velocidade das ondas longitudinais é de até 6,4 km / s), para a parte inferior - a camada de "basalto" (6,4 -7,6 km/s). Aparentemente, a camada "granítica" é composta por granitos e gnaisses, e a camada "basáltica" é composta por basaltos, gabro e rochas sedimentares muito fortemente metamorfoseadas em várias proporções. Estas 2 camadas são frequentemente separadas por uma superfície Konrad, na transição da qual as velocidades das ondas sísmicas aumentam abruptamente. Aparentemente, o teor de sílica diminui com a profundidade na crosta terrestre e o teor de óxidos de ferro e magnésio aumenta; isso ocorre em uma extensão ainda maior durante a transição da crosta terrestre para o substrato.

A crosta oceânica tem uma espessura de 5-10 km (juntamente com a coluna de água - 9-12 km). Está dividido em três camadas: sob uma camada fina (menos de 1 km) de sedimentos marinhos encontra-se a "segunda" camada com velocidades de ondas sísmicas longitudinais de 4-6 km/s; sua espessura é de 1-2,5 km. Provavelmente é composto de serpentinito e basalto, possivelmente com camadas intercalares de sedimentos. A camada inferior, "oceânica", com uma espessura média de cerca de 5 km, tem uma velocidade de onda sísmica de 6,4-7,0 km/s; provavelmente é composto de gabro. A espessura da camada de sedimentos no fundo do oceano é variável, em alguns lugares não há. Na zona de transição do continente para o oceano, observa-se um tipo intermediário de crosta.

A crosta terrestre está sujeita a movimentos constantes e mudar. Nela desenvolvimento irreversíveláreas móveis - geossinclinais - transformam-se por transformações de longo prazo em áreas relativamente calmas - plataformas. Há uma série de hipóteses tectônicas que explicam o processo de desenvolvimento de geossinclinais e plataformas, continentes e oceanos, e as razões para o desenvolvimento da crosta terrestre como um todo. Não há dúvida de que as principais causas do desenvolvimento da crosta terrestre estão no interior mais profundo da terra; portanto, o estudo da interação entre a crosta terrestre e o manto superior é de particular interesse.

A crosta terrestre está próxima de um estado de isostasia (equilíbrio): quanto mais pesada, ou seja, mais espessa ou mais densa qualquer parte da crosta terrestre, mais profundamente ela está imersa no substrato. As forças tectônicas quebram a isostasia, mas quando enfraquecem, a crosta terrestre volta ao equilíbrio.

Figura 25 - Crosta terrestre

Núcleo da Terra - a geosfera central com um raio de cerca de 3470 km. A existência do núcleo da Terra foi estabelecida em 1897 pelo sismólogo alemão E. Wiechert, e a profundidade (2.900 km) foi determinada em 1910 pelo geofísico americano B. Gutenberg. Não há consenso sobre a composição do núcleo da Terra e sua origem. Talvez seja constituído de ferro (com uma mistura de níquel, enxofre, silício ou outros elementos) ou seus óxidos, que, sob a ação de alta pressão adquirir propriedades metálicas. Há opiniões de que o núcleo foi formado pela diferenciação gravitacional da Terra primária durante seu crescimento ou posteriormente (expressado pela primeira vez pelo geofísico norueguês V.M. Orovan e pelo cientista soviético A.P. Vinogradov, 60-70s).

superfície Mohorovic - a interface entre a crosta terrestre e o manto da Terra. A superfície de Mohorovichi foi estabelecida a partir de dados sísmicos: a velocidade das ondas sísmicas longitudinais durante a transição (de cima para baixo) através da superfície de Mohorovichi aumenta abruptamente de 6,7-7,6 para 7,9-8,2 km / s e transversal - de 3,6-4,2 a 4,4-4,7 km / s. Vários dados geofísicos, geológicos e outros indicam que a densidade da matéria também aumenta abruptamente, presumivelmente de 2,9-3 para 3,1-3,5 t/m 3 . É mais provável que a superfície de Mohorovic separe camadas de composição química diferente. A superfície de Mohorovichić recebeu o nome de A. Mohorovichić, que a descobriu.

Das três primeiras geosferas, o papel principal, sem dúvida, pertence à crosta terrestre, já que sua massa total é muitas vezes maior que a massa total das outras duas conchas. Portanto, os dados sobre o conteúdo relativo de um ou outro elemento químico na crosta terrestre podem ser considerados em grande parte como refletindo seu conteúdo na biosfera como um todo.

A casca dura externa da Terra - a crosta terrestre é mais de 99% composta por apenas 9 elementos principais: 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%). No total - 99,48%. Destes, o oxigênio é absolutamente predominante. Você pode ver claramente quanto resta para todos os outros elementos. Isto é em peso, isto é, em percentagem em peso.

Existe outra variante de avaliação - por volume (porcentagem de volume). É calculado levando em consideração os tamanhos de átomos e raios iônicos em compostos minerais específicos formados por esses elementos. Os conteúdos na crosta terrestre dos elementos mais comuns em porcentagens de volume são (de acordo com V.M. Goldshmidt): 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%.

Diferenças bastante significativas na distribuição de átomos de elementos químicos em peso e volume são óbvias: uma diminuição acentuada no conteúdo relativo de Al e especialmente Si (devido ao pequeno tamanho de seus átomos, e para silício, em uma extensão ainda maior de íons em seus compostos de oxigênio) é ainda mais claramente enfatizado o papel de liderança do oxigênio na litosfera.

Ao mesmo tempo, foram reveladas "anomalias" no conteúdo de alguns elementos da litosfera:

a “queda” na abundância dos elementos mais leves (Li, Be, B) é explicada pelas peculiaridades do processo de nucleossíntese (a formação predominante de carbono como resultado da combinação de três núcleos de hélio ao mesmo tempo); teores relativamente altos de elementos que são produtos do decaimento radioativo (Pb, Bi e também Ar entre os gases inertes).

Sob as condições da Terra, as abundâncias de mais dois elementos, H e He, são anormalmente baixas. Isto é devido à sua "volatilidade". Ambos os elementos são gases e, além disso, os mais leves. Portanto, o hidrogênio atômico e o hélio tendem a se mover para as camadas superiores da atmosfera e, a partir daí, não sendo retidos pela gravidade da Terra, eles se dispersam no espaço sideral. O hidrogênio ainda não foi completamente perdido, pois a maior parte dele faz parte de compostos químicos - água, hidróxidos, hidrocarbonetos, hidrossilicatos, compostos orgânicos e outros.E o hélio, que é um gás inerte, é constantemente formado como produto do decaimento radioativo de átomos pesados.

Assim, a crosta terrestre é essencialmente um pacote de ânions de oxigênio ligados uns aos outros por silício e íons metálicos, ou seja, consiste quase exclusivamente em compostos de oxigênio, principalmente a partir de silicatos de alumínio, cálcio, magnésio, sódio, potássio e ferro. Ao mesmo tempo, como você já sabe, até os elementos representam 86,5% da litosfera.

Os elementos mais comuns são chamados de macronutrientes.

Elementos, cujo conteúdo é centésimos de um por cento ou menos, são chamados de microelementos. Esse conceito é relativo, pois um determinado elemento pode ser um microelemento em um ambiente e em outro pode ser classificado como básico, ou seja, macroelementos (por exemplo, Al em organismos é um elemento traço, e na litosfera é um macroelemento, ferro em solos é um macroelemento e em organismos vivos é um elemento traço).

Para denotar a quantidade de conteúdo de um determinado elemento em um determinado ambiente, o conceito de "clark" é usado. Este termo está associado ao nome F.U. Clark, geoquímico americano, que pela primeira vez empreendeu, com base em extenso material analítico, o cálculo dos teores médios de elementos químicos em vários tipos de rochas e na litosfera como um todo. Em memória de sua contribuição, A.E. Fersman, em 1924, sugeriu chamar o conteúdo médio de qualquer elemento em particular em um meio material específico de clarke desse elemento químico. A unidade clarke é g/t (já que é inconveniente usar valores percentuais em clarks baixos de muitos elementos).

A maioria Tarefa desafianteé a definição de clarks para a litosfera como um todo, já que sua estrutura é muito grande.

Dentro das rochas, a divisão dos silicatos é realizada em ácido e básico.

As concentrações de Li, Be, Rb, TR, Ba, Tl, Th, U e Ta são relativamente elevadas em ácidos.

Os principais são Cr, Sc, Ni, V, Co, Pt.

Nós damos a ordem de Clarks vários elementos de acordo com V. F. Barabanov:

Mais de 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.

De acordo com esta gradação, elementos com clarks acima de 1000 g/t serão chamados de macroelementos. Aqueles com Clarks mais baixos são oligoelementos.

A contabilização de clarkes é certamente necessária para uma correta compreensão das regularidades dos processos de migração de elementos químicos. A diferente distribuição dos elementos na natureza tem como consequência inevitável para muitos deles, a presença de diferenças significativas em seu comportamento em condições de laboratório e na natureza. À medida que o clarke diminui, a concentração ativa do elemento diminui e torna-se impossível que uma fase sólida independente precipite a partir de soluções aquosas e outros métodos para a formação de espécies minerais independentes. Portanto, a capacidade de formação mineral independente depende não apenas das propriedades químicas do elemento, mas também de sua claridade.

Exemplos: S e Se são análogos quimicamente completos e seu comportamento em processos naturais é diferente. S é o elemento principal de muitos processos naturais. Sulfeto de hidrogênio joga Grande papel em processos químicos que ocorrem em sedimentos de fundo e nas profundezas da crosta terrestre, na formação de depósitos de vários metais. O enxofre forma minerais independentes (sulfetos, sulfatos). O seleneto de hidrogênio não desempenha um papel significativo nos processos naturais. O selênio está em um estado disperso como uma impureza em minerais formados por outros elementos. As diferenças entre K e Cs, Si e Ge são semelhantes.

Uma das diferenças mais importantes entre geoquímica e química é que a geoquímica considera apenas aquelas interações químicas que são realizadas em condições naturais específicas. Além disso, a contabilização de Clarks (de acordo com pelo menos suas ordens) neste sentido é um requisito primário para qualquer construção geoquímica.

Existem, e mesmo bastante comuns, fases minerais independentes de uma série de elementos com baixo teor de Clarks. A razão é que existem mecanismos na natureza que permitem garantir a formação de concentrações elevadas de certos elementos, pelo que seu conteúdo em algumas áreas pode muitas vezes exceder os de clarke. Portanto, além do clarke do elemento, é necessário levar em consideração o valor de sua concentração em comparação com o teor de clarke.

A concentração clarke é a razão entre o conteúdo de um elemento químico em um determinado agregado de material natural (rocha, etc.)

Exemplos de coeficientes de concentração de alguns elementos químicos em seus depósitos de minério: Al - 3,7; Mn - 350; Cu - 140; Sn - 250; Zn - 500; Au-2000.

Com base nisso, os elementos com baixo clarks são subdivididos em dois qualitativamente já conhecidos por você vários grupos. Aqueles cuja distribuição não é caracterizada por altos valores de QC são chamados espalhado(Rb, Ga, Re, Cd, etc.). Capaz de formar concentrações elevadas com altos valores de CC - cru(Sn, Be, etc.).

As diferenças nos valores de CQ alcançados são devidos a papel diferente certos elementos na história da atividade material e técnica da humanidade (desde os tempos antigos, metais conhecidos com baixos clarks Au, Cu, Sn, Pb, Hg, Ag ... - e mais comuns Al, Zr ...).

Um papel importante nos processos de concentração e dispersão de elementos na crosta terrestre é desempenhado pelo isomorfismo - a propriedade dos elementos de substituir uns aos outros na estrutura do mineral. O isomorfismo é a capacidade de elementos químicos com propriedades semelhantes para substituir uns aos outros em quantidades variáveis ​​em redes cristalinas. Claro, é característico não apenas de microelementos. Mas é precisamente para eles, especialmente para os elementos dispersos, que ela adquire importância primordial como fator principal na regularidade de sua distribuição. É feita uma distinção entre isomorfismo perfeito - quando elementos intercambiáveis ​​podem substituir uns aos outros em qualquer proporção (limitado apenas pelas proporções dos conteúdos desses elementos no sistema), e imperfeito - quando a substituição é possível apenas até certos limites. Naturalmente, quanto mais próximas as propriedades químicas, mais perfeito o isomorfismo.

É feita uma distinção entre isomorfismo isovalente e heterovalente.

Generalidade do tipo ligação química- o que os químicos chamam de grau de ionicidade - covalência. Exemplo: cloretos e sulfetos não são isomórficos, mas sulfatos com manganatos são isomórficos.

Mecanismo de isomorfismo isovalente. A uniformidade da fórmula química dos compostos formados e a rede cristalina formada. Ou seja, se o rubídio é potencialmente capaz de formar compostos com os mesmos elementos que o potássio, e a estrutura cristalina de tais compostos é do mesmo tipo, então os átomos de rubídio podem substituir os átomos de potássio em seus compostos.

A divisão dos elementos químicos em macro e microelementos, e este último em raros e dispersos, é de grande importância, pois na natureza nem todos os elementos químicos formam compostos independentes. Isso é característico principalmente de elementos com altos clarks, ou com clarks baixos, mas capazes de formar localmente altas concentrações (ou seja, raras).

Estar na natureza em estado difuso e em todos os lugares (apenas em várias concentrações) é uma propriedade de todos os elementos químicos. Este fato foi declarado pela primeira vez por V.I. Vernadsky, e ele recebeu o nome da lei de espalhamento de elementos químicos por Vernadsky. Mas parte dos elementos é capaz de estar presente na natureza além da forma dispersa de estar em outra forma - na forma de compostos químicos. E elementos com baixas concentrações estão presentes apenas de forma difusa.

Mecanismo de isomorfismo heterovalente um pouco mais complexo. Pela primeira vez, a presença deste tipo de isomorfismo chamou a atenção para final do XIX dentro. G. Chermak. Ele provou que muito complexo fórmulas químicas, obtidos para a maioria dos compostos minerais da classe dos silicatos, são assim precisamente por causa do isomorfismo heterovalente, quando grupos inteiros de átomos se substituem mutuamente. Este tipo de isomorfismo é muito característico dos compostos de silicato.

Outras opções para encontrar átomos dispersos de elementos na crosta terrestre são sua localização em defeitos estrutura de cristal, em suas cavidades, e também no estado adsorvido na superfície de outras partículas, inclusive coloidais.

O planeta Terra é composto pela litosfera (corpo sólido), atmosfera (concha de ar), hidrosfera (concha de água) e biosfera (esfera de distribuição dos organismos vivos). Entre essas esferas da Terra existe relacionamento forte devido à circulação de matéria e energia.

Litosfera. A Terra é uma bola, ou esferóide, um tanto achatada nos pólos, com uma circunferência ao redor do equador de cerca de 40.000 km.

Na estrutura do globo, distinguem-se as seguintes conchas, ou geosferas: a litosfera propriamente dita (concha externa de pedra) com uma espessura de cerca de 50 ... 120 km, o manto estendendo-se até uma profundidade de 2900 km e o núcleo - de 2.900 a 3.680 km.

De acordo com os elementos químicos mais comuns que compõem a concha da Terra, ela é dividida em siallítica superior, que se estende até uma profundidade de 60 km e tem uma densidade de 2,8 ... com uma densidade de 3,0...3,5 g /cm3. Os nomes de conchas "sialítica" (sial) e "simática" (sima) vêm das designações dos elementos Si (silício), Al (alumínio) e Mg (magnésio).

A uma profundidade de 1.200 a 2.900 km existe uma esfera intermediária com densidade de 4,0...6,0 g/cm 3 . Essa concha é chamada de "minério", pois contém uma grande quantidade de ferro e outros metais pesados.

Mais profundo do que 2900 km é o núcleo do globo com um raio de cerca de 3500 km. O núcleo é composto principalmente de níquel e ferro e possui alta densidade (10...12 g/cm3).

De acordo com as propriedades físicas da crosta terrestre é heterogênea, é dividida em tipos continentais e oceânicos. A espessura média da crosta continental é de 35...45 km, a espessura máxima é de até 75 km (sob as serras). Rochas sedimentares de até 15 km de espessura encontram-se em sua parte superior. Essas rochas foram formadas ao longo de longos períodos geológicos como resultado da mudança dos mares por terra, mudanças climáticas. Sob as rochas sedimentares existe uma camada de granito com espessura média de 20...40 km. A espessura desta camada é maior nas áreas de montanhas jovens, diminui em direção à periferia do continente, e não há camada de granito sob os oceanos. Sob a camada de granito existe uma camada de basalto com uma espessura de 15 ... 35 km, composta por basaltos e rochas semelhantes.

A crosta oceânica é menos espessa que a crosta continental (de 5 a 15 km). As camadas superiores (2...5 km) consistem em rochas sedimentares e as inferiores (5...10 km) - de basalto.

As rochas sedimentares localizadas na superfície da crosta terrestre servem de base material para a formação do solo; as rochas ígneas e metamórficas têm uma pequena participação na formação dos solos.

A principal massa de rochas é formada por oxigênio, silício e alumínio (84,05%). Se mais cinco elementos forem adicionados a esses três elementos - ferro, cálcio, sódio, potássio e magnésio, no total eles totalizarão 98,87% da massa rochosa. Os restantes 88 elementos representam pouco mais de 1% da massa da litosfera. No entanto, apesar do baixo teor de micro e ultramicroelementos em rochas e solos, muitos deles são de grande importância para o crescimento e desenvolvimento normal de todos os organismos. Atualmente, muita atenção é dada ao conteúdo de microelementos no solo, tanto em relação à sua importância na nutrição das plantas quanto em relação aos problemas de proteção do solo contra poluição química. A composição dos elementos nos solos depende principalmente da sua composição nas rochas. No entanto, o conteúdo de alguns elementos nas rochas e solos formados sobre eles varia um pouco. Isso está relacionado tanto com a concentração de nutrientes quanto com o curso do processo de formação do solo, durante o qual ocorre uma diminuição relativa em várias bases e sílica. Assim, os solos contêm mais oxigênio do que a litosfera (respectivamente 55 e 47%), hidrogênio (5 e 0,15%), carbono (5 e 0,1%), nitrogênio (0,1 e 0,023%).

Atmosfera. A fronteira da atmosfera passa onde a força da gravidade da Terra é compensada pela força centrífuga de inércia devido à rotação da Terra. Acima dos pólos, está localizado a uma altitude de cerca de 28 mil km e acima do equador - 42 mil km.

A atmosfera é constituída por uma mistura de vários gases: nitrogênio (78,08%), oxigênio (20,95%), argônio (0,93%) e dióxido de carbono (0,03% em volume). A composição do ar também inclui uma pequena quantidade de hélio, neônio, xenônio, criptônio, hidrogênio, ozônio, etc., que em total são cerca de 0,01%. Além disso, o ar contém vapor de água e alguma poeira.

A atmosfera consiste em cinco camadas principais: troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera, exosfera.

Troposfera- a camada inferior da atmosfera, tem uma espessura acima dos pólos de 8 ... 10 km, nas latitudes temperadas - 10 ... 12 km e nas latitudes equatoriais - 16 ... 18 km. Cerca de 80% da massa da atmosfera está concentrada na troposfera. Quase todo o vapor de água na atmosfera está localizado aqui, a precipitação é formada e o ar se move horizontal e verticalmente.

Estratosfera estende-se de 8...16 a 40...45 km. Inclui cerca de 20% da atmosfera, o vapor de água está quase ausente. Há uma camada de ozônio na estratosfera que absorve a radiação ultravioleta do sol e protege os organismos vivos na Terra da morte.

Mesosfera estende-se a uma altitude de 40 a 80 km. A densidade do ar nesta camada é 200 vezes menor que a da superfície da Terra.

Ionosfera localizado a uma altitude de 80 km e consiste principalmente de átomos de oxigênio carregados (ionizados), moléculas de óxido nítrico carregadas e elétrons livres.

Exosfera representa as camadas externas da atmosfera e começa a uma altura de 800 ... 1000 km da superfície da Terra. Essas camadas também são chamadas de esfera de espalhamento, pois aqui as partículas de gás se movem com alta velocidade e pode escapar para o espaço sideral.

AtmosferaÉ um dos fatores indispensáveis ​​da vida na Terra. Os raios do sol, passando pela atmosfera, são dispersos e também parcialmente absorvidos e refletidos. O vapor de água e o dióxido de carbono absorvem os raios de calor de forma especialmente forte. Movendo-se sob a influência da energia solar massas de ar clima se forma. A precipitação que cai da atmosfera é um fator na formação do solo e uma fonte de vida para os organismos vegetais e animais. O dióxido de carbono contido na atmosfera no processo de fotossíntese das plantas verdes se transforma em matéria orgânica, e o oxigênio serve para a respiração dos organismos e processos oxidativos ocorrendo neles. A importância do nitrogênio atmosférico, que é captado por microrganismos fixadores de nitrogênio, serve como elemento de nutrição das plantas e participa da formação de substâncias proteicas.

Sob a influência ar atmosférico intemperismo de rochas e minerais e processos de formação do solo ocorrem.

Hidrosfera. A maior parte da superfície do globo é ocupada pelo Oceano Mundial, que, juntamente com lagos, rios e outros corpos d'água localizados na superfície terrestre, ocupa 5/8 de sua área. Todas as águas da Terra, localizadas nos oceanos, mares, rios, lagos, pântanos, bem como as águas subterrâneas, constituem a hidrosfera. Dos 510 milhões de km 2 da superfície da Terra, 361 milhões de km 2 (71%) caem no Oceano Mundial e apenas 149 milhões de km 2 (29%) estão em terra.

As águas superficiais da terra, juntamente com as águas glaciais, perfazem cerca de 25 milhões de km 3, ou seja, 55 vezes menos que o volume do Oceano Mundial. Cerca de 280 mil km 3 de água estão concentrados nos lagos, cerca de metade deles são lagos frescos, e a segunda metade são lagos com águas de diferentes graus de salinidade. Os rios contêm apenas 1,2 mil km 3, ou seja, menos de 0,0001% do abastecimento total de água.

As águas dos reservatórios abertos estão em constante circulação, o que conecta todas as partes da hidrosfera com a litosfera, atmosfera e biosfera.

A umidade atmosférica está ativamente envolvida na troca de água, com um volume de 14 mil km 3 forma 525 mil km 3 de precipitação caindo sobre a Terra, e a mudança de todo o volume de umidade atmosférica ocorre a cada 10 dias, ou 36 vezes durante o ano.

A evaporação da água e a condensação da umidade atmosférica fornecem água doce na Terra. Cerca de 453 mil km 3 de água evaporam anualmente da superfície dos oceanos.

Sem água, nosso planeta estaria vazio bola de pedra sem solo e vegetação. Por milhões de anos, a água destruiu rochas, transformando-as em lixo e, com o advento da vegetação e dos animais, contribuiu para o processo de formação do solo.

Biosfera. A composição da biosfera inclui a superfície terrestre, as camadas inferiores da atmosfera e toda a hidrosfera, na qual os organismos vivos são comuns. De acordo com os ensinamentos de V. I. Vernadsky, a biosfera é entendida como a concha da Terra, cuja composição, estrutura e energia são determinadas pela atividade dos organismos vivos. V. I. Vernadsky apontou que “não há força química mais permanente, portanto, mais poderoso do que os organismos vivos tomados como um todo. A vida na biosfera se desenvolve na forma de uma variedade excepcional de organismos que habitam o solo, as camadas inferiores da atmosfera e a hidrosfera. Graças à fotossíntese das plantas verdes, a energia solar é acumulada na biosfera na forma de compostos orgânicos. Todo o conjunto de organismos vivos garante a migração de elementos químicos nos solos, na atmosfera e na hidrosfera. Sob a ação de organismos vivos, ocorrem trocas gasosas, reações oxidativas e de redução nos solos. A origem da atmosfera como um todo está ligada à função de troca gasosa dos organismos. No processo de fotossíntese na atmosfera, ocorreu a formação e acúmulo de oxigênio livre.

Sob a influência da atividade dos organismos, o intemperismo das rochas e o desenvolvimento dos processos de formação do solo são realizados. As bactérias do solo estão envolvidas nos processos de dessulfificação e desnitrificação com a formação de sulfeto de hidrogênio, compostos de enxofre, óxido de N(II), metano e hidrogênio. A construção dos tecidos vegetais ocorre devido à absorção seletiva de elementos biogênicos pelas plantas. Depois que as plantas morrem, esses elementos se acumulam nos horizontes superiores do solo.

Na biosfera, ocorrem dois ciclos de substâncias e energia, com direções opostas.

Um grande ciclo, ou geológico, ocorre sob a influência da energia solar. O ciclo da água envolve os elementos químicos da terra, que entram nos rios, mares e oceanos, onde são depositados junto com as rochas sedimentares. Esta é uma perda irrecuperável do solo dos nutrientes vegetais mais importantes (nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre), bem como oligoelementos.

Um pequeno ciclo, ou biológico, ocorre no sistema solo - plantas - solo, enquanto os nutrientes das plantas são removidos do ciclo geológico e armazenados em húmus. No ciclo biológico ocorrem ciclos associados ao oxigênio, carbono, nitrogênio, fósforo e hidrogênio, que circulam continuamente nas plantas e no meio ambiente. Alguns deles são retirados do ciclo biológico e, sob a influência de processos geoquímicos, passam para as rochas sedimentares ou são transferidos para o oceano. A tarefa da agricultura é criar tais sistemas agrotécnicos nos quais os elementos biogênicos não entrem ciclo geológico, mas se fixaram no ciclo biológico, mantendo a fertilidade do solo.

A biosfera consiste em biocenoses, que são um território homogêneo com o mesmo tipo de comunidade vegetal junto com o mundo animal que o habita, incluindo microrganismos. A biogeocenose é caracterizada por seus solos característicos, regime hídrico, microclima e topografia. A biogeocenose natural é relativamente estável, caracterizada pela capacidade de autorregulação. As espécies incluídas na biogeocenose adaptam-se umas às outras e ao meio ambiente. Este é um mecanismo complexo relativamente estável capaz de resistir a mudanças no ambiente através da autorregulação. Se as alterações nas biogeocenoses excederem sua capacidade de autorregulação, pode ocorrer a degradação irreversível desse sistema ecológico.

As terras agrícolas são biogeocenoses artificialmente organizadas (agrobiocenoses). O uso eficaz e racional das agrobiocenoses, sua sustentabilidade e produtividade dependem da boa organização do território, do sistema agrícola e de outras atividades socioeconômicas. Fornecer impacto ideal em solos e plantas, é necessário conhecer todas as relações na biogeocenose e não perturbar o equilíbrio ecológico que se desenvolveu nela.

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Introdução

O rápido crescimento da população humana e seus equipamentos científicos e técnicos mudaram radicalmente a situação na Terra. Se no passado recente toda a atividade humana se manifestava negativamente apenas em territórios limitados, ainda que numerosos, e a força de impacto era incomparavelmente menor do que a poderosa circulação de substâncias na natureza, agora as escalas dos processos naturais e antrópicos tornaram-se comparáveis, e a relação entre eles continua a mudar com aceleração para um aumento no poder de influência antropogênica sobre a biosfera.

O perigo de mudanças imprevisíveis no estado estável da biosfera ao qual estão historicamente adaptados comunidades naturais e espécies, incluindo o próprio homem, é tão grande mantendo as formas usuais de manejo que as atuais gerações de pessoas que habitam a Terra se deparam com a tarefa de melhorar urgentemente todos os aspectos de suas vidas de acordo com a necessidade de preservar a circulação de substâncias existente e energia na biosfera. Além disso, a poluição generalizada do nosso ambiente com uma variedade de substâncias, por vezes completamente alheias à existência normal do corpo humano, representa um sério perigo para a nossa saúde e o bem-estar das gerações futuras.

atmosfera hidrosfera litosfera poluição

1. Poluição do ar

O ar atmosférico é o ambiente natural de suporte à vida mais importante e é uma mistura de gases e aerossóis da camada superficial da atmosfera, formado durante a evolução da Terra, atividades humanas e localizado fora de instalações residenciais, industriais e outras. resultados pesquisa ambiental, tanto na Rússia como no exterior, indicam inequivocamente que a poluição da atmosfera superficial é o fator mais poderoso e de ação constante que influencia os seres humanos, a cadeia alimentar e o meio ambiente. O ar atmosférico tem uma capacidade ilimitada e desempenha o papel do agente de interação mais móvel, quimicamente agressivo e penetrante perto da superfície dos componentes da biosfera, hidrosfera e litosfera.

NO últimos anos foram obtidos dados sobre o papel essencial da camada de ozônio da atmosfera para a preservação da biosfera, que absorve a radiação ultravioleta do Sol, prejudicial aos organismos vivos e forma uma barreira térmica em altitudes de cerca de 40 km, que impede o resfriamento da superfície terrestre.

A atmosfera tem um impacto intenso não apenas nos seres humanos e na biota, mas também na hidrosfera, solo e cobertura vegetal, ambiente geológico, edifícios, estruturas e outros objetos feitos pelo homem. Portanto, a proteção do ar atmosférico e da camada de ozônio é o problema ambiental de maior prioridade e recebe atenção especial em todos os países desenvolvidos.

A atmosfera poluída da superfície causa câncer de pulmão, garganta e pele, um distúrbio do sistema sistema nervoso, doenças alérgicas e respiratórias, defeitos em recém-nascidos e muitas outras doenças, cuja lista é determinada pelos poluentes presentes no ar e seus efeitos combinados no corpo humano. Os resultados de estudos especiais realizados na Rússia e no exterior mostraram que existe uma estreita relação positiva entre a saúde da população e a qualidade do ar atmosférico.

Os principais agentes da influência da atmosfera na hidrosfera são a precipitação na forma de chuva e neve, em menor grau neblina, neblina. As águas superficiais e subterrâneas da terra são principalmente alimento atmosférico e, como resultado, sua composição química depende principalmente do estado da atmosfera.

O impacto negativo da atmosfera poluída sobre o solo e a cobertura vegetal está associado tanto à precipitação de precipitações ácidas, que lixivia cálcio, húmus e oligoelementos do solo, quanto à interrupção dos processos de fotossíntese, levando à desaceleração do crescimento. e morte das plantas. Alta sensibilidadeárvores (especialmente bétulas, carvalhos) à poluição do ar foi identificada há muito tempo. A ação combinada de ambos os fatores leva a uma notável diminuição da fertilidade do solo e ao desaparecimento das florestas. A precipitação atmosférica ácida é agora considerada como um fator poderoso não apenas no intemperismo das rochas e na deterioração da qualidade dos solos de suporte, mas também na destruição química de objetos feitos pelo homem, incluindo monumentos culturais e linhas terrestres. Muitos países economicamente desenvolvidos estão atualmente implementando programas para resolver o problema da precipitação ácida. Por meio do Programa Nacional de Avaliação de Chuvas Ácidas, estabelecido em 1980, muitas agências federais dos EUA começaram a financiar pesquisas sobre os processos atmosféricos que causam chuva ácida para avaliar os efeitos da chuva ácida nos ecossistemas e desenvolver medidas de conservação apropriadas. Descobriu-se que a chuva ácida tem um impacto multifacetado no meio ambiente e é resultado da autopurificação (lavagem) da atmosfera. Os principais agentes ácidos são os ácidos sulfúrico e nítrico diluídos formados durante as reações de oxidação dos óxidos de enxofre e nitrogênio com a participação do peróxido de hidrogênio.

Fontes de poluição do ar

Para fontes naturais poluição incluem: erupções vulcânicas, tempestades de poeira, incêndios florestais, poeira espacial, partículas de sal marinho, produtos de origem vegetal, animal e microbiológica. O nível de tal poluição é considerado como pano de fundo, que muda pouco com o tempo.

O principal processo natural de poluição da atmosfera superficial é a atividade vulcânica e fluida da Terra Grandes erupções os vulcões levam à poluição global e de longo prazo da atmosfera, como evidenciado pelas crônicas e dados observacionais modernos (a erupção do Monte Pinatubo nas Filipinas em 1991). Isso se deve ao fato de que enormes quantidades de gases são emitidas instantaneamente nas altas camadas da atmosfera, que são captadas em grandes altitudes por correntes de ar que se movem em alta velocidade e se espalham rapidamente por todo o globo. A duração do estado poluído da atmosfera após grandes erupções vulcânicas atinge vários anos.

As fontes antropogênicas de poluição são causadas por atividades humanas. Estes devem incluir:

1. A queima de combustíveis fósseis, que é acompanhada pela liberação de 5 bilhões de toneladas de dióxido de carbono por ano. Como resultado, ao longo de 100 anos (1860 - 1960), o teor de CO2 aumentou 18% (de 0,027 para 0,032%) Nas últimas três décadas, as taxas dessas emissões aumentaram significativamente. A tais taxas, até o ano 2000 a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera será de pelo menos 0,05%.

2. A operação de usinas termelétricas, quando a chuva ácida é formada durante a combustão de carvões com alto teor de enxofre como resultado da liberação de dióxido de enxofre e óleo combustível.

3. Escapes de aeronaves turbojato modernas com óxidos de nitrogênio e fluorocarbonos gasosos de aerossóis, que podem danificar a camada de ozônio da atmosfera (ozonosfera).

4. Atividade de produção.

5. Poluição com partículas em suspensão (na britagem, embalagem e carregamento, de caldeiras, usinas, poços de minas, pedreiras na queima de lixo).

6. Emissões das empresas de diversos gases.

7. Combustão de combustível em fornos de queima, resultando na formação do poluente mais massivo - monóxido de carbono.

8. Combustão de combustível em caldeiras e motores de veículos, acompanhada pela formação de óxidos de nitrogênio, que causam smog.

9. Emissões de ventilação (poços de minas).

10. Emissões de ventilação com concentração excessiva de ozônio de salas com instalações de alta energia (aceleradores, fontes ultravioleta e reatores nucleares) no MPC em salas de trabalho de 0,1 mg/m3. NO grandes quantidades ozônio é um gás altamente tóxico.

Durante os processos de queima de combustíveis, a poluição mais intensa da camada superficial da atmosfera ocorre nas megacidades e principais cidades, centros industriais devido à ampla distribuição de veículos automotores, usinas termelétricas, caldeiras e outras usinas que operam com carvão, óleo combustível, óleo diesel, gás natural e gasolina. A contribuição dos veículos para a poluição total do ar aqui atinge 40-50%. Um fator poderoso e extremamente perigoso na poluição do ar são as catástrofes nas usinas nucleares (acidente de Chernobyl) e os testes armas nucleares na atmosfera. Isso se deve tanto à rápida disseminação de radionuclídeos a longas distâncias quanto à natureza de longo prazo da contaminação do território.

O alto perigo das indústrias químicas e bioquímicas reside no potencial de emissões de emergência para a atmosfera de Substâncias toxicas, bem como micróbios e vírus que podem causar epidemias entre a população e os animais.

Atualmente, muitas dezenas de milhares de poluentes de origem antropogênica são encontrados na atmosfera superficial. Devido ao contínuo crescimento da produção industrial e agrícola, novos compostos químicos, incluindo os altamente tóxicos, estão surgindo. Os principais poluentes atmosféricos antropogênicos, além de óxidos de enxofre, nitrogênio, carbono, poeira e fuligem de grande tonelagem, são compostos orgânicos complexos, organoclorados e nitro, radionuclídeos artificiais, vírus e micróbios. Os mais perigosos são dioxina, benz (a) pireno, fenóis, formaldeído e dissulfeto de carbono, que são comuns na bacia aérea da Rússia. Partículas sólidas em suspensão são representadas principalmente por fuligem, calcita, quartzo, hidromica, caulinita, feldspato, menos frequentemente sulfatos, cloretos. Óxidos, sulfatos e sulfitos, sulfetos de metais pesados, bem como ligas e metais na forma nativa foram encontrados em pó de neve por métodos especialmente desenvolvidos.

Na Europa Ocidental, a prioridade é dada a 28 elementos químicos, compostos e seus grupos especialmente perigosos. Para o grupo matéria orgânica inclui acrílico, nitrila, benzeno, formaldeído, estireno, tolueno, cloreto de vinila, metais pesados ​​não orgânicos (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), gases (monóxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, nitrogênio e óxidos de enxofre, radônio, ozônio), amianto. Principalmente efeito tóxico render chumbo, cádmio. Intensivo Fedor têm dissulfeto de carbono, sulfeto de hidrogênio, estireno, tetracloroetano, tolueno. O halo de impacto de óxidos de enxofre e nitrogênio se estende por longas distâncias. Os 28 poluentes atmosféricos acima estão incluídos no registro internacional de produtos químicos potencialmente tóxicos.

Os principais poluentes do ar interno são poeira e fumaça de tabaco, monóxido de carbono e dióxido de carbono, dióxido de nitrogênio, radônio e metais pesados, inseticidas, desodorantes, detergentes sintéticos, aerossóis de drogas, micróbios e bactérias. Pesquisadores japoneses mostraram que a asma brônquica pode estar associada à presença de carrapatos domésticos no ar das residências.

A atmosfera é caracterizada por um dinamismo extremamente alto, devido tanto ao movimento rápido das massas de ar nas direções lateral e vertical, quanto às altas velocidades, uma variedade de reações físicas e químicas que ocorrem nela. A atmosfera é agora vista como um enorme "caldeirão químico" que é influenciado por numerosas e variáveis ​​influências antropogênicas e fatores naturais. Gases e aerossóis liberados na atmosfera são altamente reativos. Poeira e fuligem geradas durante a combustão do combustível, os incêndios florestais absorvem metais pesados ​​e radionuclídeos e, quando depositados na superfície, podem poluir vastas áreas e entrar no corpo humano através do sistema respiratório.

A tendência de acumulação conjunta de chumbo e estanho em partículas sólidas suspensas da atmosfera superficial da Rússia européia foi revelada; cromo, cobalto e níquel; estrôncio, fósforo, escândio, terras raras e cálcio; berílio, estanho, nióbio, tungstênio e molibdênio; lítio, berílio e gálio; bário, zinco, manganês e cobre. As altas concentrações de metais pesados ​​no pó de neve se devem tanto à presença de suas fases minerais formadas durante a combustão de carvão, óleo combustível e outros combustíveis, quanto à sorção de fuligem, partículas de argila de compostos gasosos, como haletos de estanho.

A "vida" de gases e aerossóis na atmosfera varia muito (de 1 a 3 minutos a vários meses) e depende principalmente de sua estabilidade química de tamanho (para aerossóis) e da presença de componentes reativos (ozônio, hidrogênio peróxido, etc.). .).

Estimar e mais ainda prever o estado da atmosfera superficial é um problema muito complexo. Atualmente, sua condição é avaliada principalmente de acordo com a abordagem normativa. Os valores de MPC para produtos químicos tóxicos e outros indicadores padrão de qualidade do ar são fornecidos em muitos livros e diretrizes de referência. Nessas orientações para a Europa, para além da toxicidade dos poluentes (efeitos cancerígenos, mutagénicos, alergénicos e outros), são tidas em conta a sua prevalência e capacidade de acumulação no corpo humano e na cadeia alimentar. Desvantagens da abordagem normativa - falta de confiabilidade valores aceitos MPC e outros indicadores devido ao fraco desenvolvimento de sua base observacional empírica, a falta de consideração do impacto conjunto dos poluentes e mudanças abruptas no estado da camada superficial da atmosfera no tempo e no espaço. São poucos os postos estacionários de monitoramento da bacia aérea, que não permitem uma avaliação adequada de sua condição em grandes centros industriais e urbanos. Agulhas, líquens e musgos podem ser usados ​​como indicadores da composição química da atmosfera superficial. No Estado inicial detecção de centros de contaminação radioativa associados a acidente de Chernobyl, estudaram agulhas de pinheiro, que têm a capacidade de acumular radionuclídeos no ar. O avermelhamento das agulhas das árvores coníferas durante os períodos de poluição atmosférica nas cidades é amplamente conhecido.

O indicador mais sensível e confiável do estado da atmosfera superficial é a cobertura de neve, que deposita poluentes por um período de tempo relativamente longo e permite determinar a localização das fontes de emissão de poeira e gases usando um conjunto de indicadores. A queda de neve contém poluentes que não são capturados por medições diretas ou dados calculados sobre emissões de poeira e gases.

Para áreas promissoras a avaliação do estado da atmosfera superficial de grandes áreas industriais - urbanizadas inclui sensoriamento remoto multicanal. A vantagem deste método reside na capacidade de caracterizar Grandes áreas. Até o momento, foram desenvolvidos métodos para estimar o conteúdo de aerossóis na atmosfera. O desenvolvimento do progresso científico e tecnológico nos permite esperar o desenvolvimento de tais métodos em relação a outros poluentes.

A previsão do estado da atmosfera superficial é realizada com base em dados complexos. Estes incluem principalmente os resultados das observações de monitoramento, os padrões de migração e transformação de poluentes na atmosfera, as características dos processos antropogênicos e naturais de poluição da bacia aérea da área de estudo, a influência dos parâmetros meteorológicos, relevo e outros fatores sobre distribuição de poluentes no meio ambiente. Para isso, são desenvolvidos modelos heurísticos de mudanças na atmosfera da superfície no tempo e no espaço para uma determinada região. O maior sucesso na resolução deste problema difícil alcançado para as áreas onde as usinas nucleares estão localizadas. O resultado final da aplicação de tais modelos é quantificação risco de poluição do ar e avaliação de sua aceitabilidade do ponto de vista socioeconômico.

Poluição química da atmosfera

A poluição atmosférica deve ser entendida como uma alteração na sua composição quando entram impurezas de origem natural ou antropogénica. Existem três tipos de poluentes: gases, poeira e aerossóis. Estes últimos incluem dispersos assunto particular emitida para a atmosfera e nela muito tempo em estado de equilíbrio.

Os principais poluentes atmosféricos incluem dióxido de carbono, monóxido de carbono, enxofre e dióxido de nitrogênio, bem como pequenos componentes gasosos que podem afetar o regime de temperatura da troposfera: dióxido de nitrogênio, halocarbonos (freons), metano e ozônio troposférico.

A principal contribuição para o alto nível de poluição do ar é feita por empreendimentos de metalurgia ferrosa e não ferrosa, química e petroquímica, construção civil, energia, indústria de papel e celulose e, em algumas cidades, caldeiras.

Fontes de poluição - usinas termelétricas, que, juntamente com a fumaça, emitem dióxido de enxofre e dióxido de carbono no ar, empresas metalúrgicas, especialmente metalurgia não ferrosa, que emitem óxidos de nitrogênio, sulfeto de hidrogênio, cloro, flúor, amônia, compostos de fósforo, partículas e compostos de mercúrio e arsênico no ar; fábricas de produtos químicos e de cimento. Gases nocivos entram no ar como resultado da combustão de combustível para necessidades industriais, aquecimento doméstico, transporte, combustão e processamento de resíduos domésticos e industriais.

Os poluentes atmosféricos são divididos em primários, que entram diretamente na atmosfera, e secundários, resultantes da transformação deste último. Assim, o dióxido de enxofre que entra na atmosfera é oxidado em anidrido sulfúrico, que interage com o vapor de água e forma gotículas de ácido sulfúrico. Quando o anidrido sulfúrico reage com a amônia, formam-se cristais de sulfato de amônio. Da mesma forma, como resultado de reações químicas, fotoquímicas, físico-químicas entre poluentes e componentes atmosféricos, outros sinais secundários são formados. A principal fonte de poluição pirogênica do planeta são usinas termelétricas, empresas metalúrgicas e químicas, usinas de caldeiras, que consomem mais de 170% dos combustíveis sólidos e líquidos produzidos anualmente.

As emissões dos automóveis são responsáveis ​​por uma grande parte da poluição do ar. Agora, cerca de 500 milhões de carros são operados na Terra e, até o ano 2000, seu número deve aumentar para 900 milhões. Em 1997, 2.400 mil carros foram operados em Moscou, com o padrão de 800 mil carros nas estradas existentes.

Atualmente no compartilhamento transporte rodoviárioé responsável por mais da metade de todas as emissões nocivas ao meio ambiente, que são a principal fonte de poluição do ar, especialmente nas grandes cidades. Em média, com uma corrida de 15 mil km por ano, cada carro queima 2 toneladas de combustível e cerca de 26 a 30 toneladas de ar, incluindo 4,5 toneladas de oxigênio, o que é 50 vezes mais do que as necessidades humanas. Ao mesmo tempo, o carro emite para a atmosfera (kg / ano): monóxido de carbono - 700, dióxido de nitrogênio - 40, hidrocarbonetos não queimados - 230 e sólidos - 2 - 5. Além disso, muitos compostos de chumbo são emitidos devido ao uso principalmente gasolina com chumbo.

As observações mostraram que em casas localizadas perto da estrada principal (até 10 m), os moradores têm câncer 3-4 vezes mais do que em casas localizadas a uma distância de 50 m da estrada. O transporte também envenena corpos d'água, solo e plantas .

As emissões tóxicas dos motores de combustão interna (ICE) são gases de escape e do cárter, vapores de combustível do carburador e tanque de combustível. A maior parte das impurezas tóxicas entra na atmosfera com os gases de escape dos motores de combustão interna. Com gases do cárter e vapores de combustível, aproximadamente 45% dos hidrocarbonetos de sua emissão total entram na atmosfera.

A quantidade de substâncias nocivas que entram na atmosfera como parte dos gases de escape depende do estado técnico geral dos veículos e, principalmente, do motor - fonte de maior poluição. Assim, se o ajuste do carburador for violado, as emissões de monóxido de carbono aumentam em 4 ... 5 vezes. O uso de gasolina com chumbo, que possui compostos de chumbo em sua composição, causa poluição do ar com compostos de chumbo muito tóxicos. Cerca de 70% do chumbo adicionado à gasolina com líquido etílico entra na atmosfera com os gases de escape na forma de compostos, dos quais 30% se depositam no solo imediatamente após o corte do escapamento do carro, 40% permanece na atmosfera. Um caminhão médio libera 2,5...3 kg de chumbo por ano. A concentração de chumbo no ar depende do teor de chumbo na gasolina.

É possível excluir a entrada de compostos de chumbo altamente tóxicos na atmosfera substituindo a gasolina com chumbo por sem chumbo.

Os gases de escape dos motores de turbina a gás contêm componentes tóxicos como monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos, fuligem, aldeídos, etc. O conteúdo de componentes tóxicos nos produtos de combustão depende significativamente do modo de operação do motor. Altas concentrações de monóxido de carbono e hidrocarbonetos são típicas para sistemas de propulsão de turbina a gás (GTPU) em modos reduzidos (durante a marcha lenta, taxiamento, aproximação do aeroporto, aproximação de pouso), enquanto o teor de óxidos de nitrogênio aumenta significativamente quando operando em modos próximos ao nominal ( decolagem, subida, modo de voo).

A emissão total de substâncias tóxicas na atmosfera por aeronaves com motores de turbina a gás está em constante crescimento, o que se deve ao aumento no consumo de combustível de até 20...30 t/he ao aumento constante do número de aeronaves em operação. Nota-se a influência do GTDU na camada de ozônio e no acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera.

As emissões de GGDU têm o maior impacto nas condições de vida nos aeroportos e áreas adjacentes às estações de teste. Dados comparativos de emissões de substâncias nocivas nos aeroportos sugerem que as receitas dos motores de turbina a gás na camada superficial da atmosfera são, em %: monóxido de carbono - 55, óxidos de nitrogênio - 77, hidrocarbonetos - 93 e aerossol - 97. as emissões emitem veículos terrestres com motores de combustão interna.

A poluição do ar por veículos com sistemas de propulsão de foguetes ocorre principalmente durante sua operação antes do lançamento, durante a decolagem, durante os testes em solo durante sua produção ou após o reparo, durante o armazenamento e transporte de combustível. A composição dos produtos de combustão durante a operação desses motores é determinada pela composição dos componentes do combustível, pela temperatura de combustão e pelos processos de dissociação e recombinação de moléculas. A quantidade de produtos de combustão depende da potência (impulso) dos sistemas de propulsão. Durante a combustão de combustíveis sólidos, vapor de água, dióxido de carbono, cloro, vapor de ácido clorídrico, monóxido de carbono, óxido de nitrogênio e partículas sólidas de Al2O3 com um tamanho médio de 0,1 mícrons (às vezes até 10 mícrons) são emitidos da câmara de combustão.

Quando lançados, os motores de foguete afetam negativamente não apenas a camada superficial da atmosfera, mas também o espaço sideral, destruindo a camada de ozônio da Terra. A escala da destruição da camada de ozônio é determinada pelo número de lançamentos de sistemas de foguetes e pela intensidade dos voos de aeronaves supersônicas.

Em conexão com o desenvolvimento da aviação e tecnologia de foguetes, bem como o uso intensivo de aeronaves e motores de foguetes em outros setores da economia nacional, a emissão total de impurezas nocivas na atmosfera aumentou significativamente. No entanto, esses motores ainda representam não mais de 5% das substâncias tóxicas que entram na atmosfera de veículos de todos os tipos.

O ar atmosférico é um dos principais elementos vitais do meio ambiente.

A Lei “O6 para a Proteção do Ar Atmosférico” cobre o problema de forma abrangente. Ele resumiu os requisitos desenvolvidos em anos anteriores e justificou-se na prática. Por exemplo, a introdução de regras que proíbem o comissionamento de quaisquer instalações de produção (recém-criadas ou reconstruídas) se elas se tornarem fontes de poluição ou outros impactos negativos no ar atmosférico durante a operação. Obteve desenvolvimento adicional regras sobre a regulação das concentrações máximas admissíveis de poluentes no ar atmosférico.

A legislação sanitária estadual apenas para o ar atmosférico estabeleceu MPCs para a maioria dos produtos químicos de ação isolada e para suas combinações.

Os padrões de higiene são uma exigência do estado para os líderes empresariais. Sua implementação deve ser acompanhada pelos órgãos de fiscalização sanitária estadual do Ministério da Saúde e Comitê Estadual sobre ecologia.

De grande importância para a proteção sanitária do ar atmosférico é a identificação de novas fontes de poluição do ar, a contabilização de instalações projetadas, em construção e reconstruídas que poluem a atmosfera, o controle sobre o desenvolvimento e implementação de planos diretores para cidades, vilas e indústrias centros em termos de localização de empresas industriais e zonas de proteção sanitária.

A Lei "Sobre a Proteção do Ar Atmosférico" prevê os requisitos para estabelecer padrões para as emissões máximas admissíveis de poluentes na atmosfera. Tais padrões são estabelecidos para cada fonte estacionária de poluição, para cada modelo de veículo e outros veículos e instalações móveis. Eles são determinados de forma que as emissões nocivas totais de todas as fontes de poluição em uma determinada área não excedam os padrões do MPC para poluentes no ar. As emissões máximas permitidas são definidas apenas levando em consideração as concentrações máximas permitidas.

Os requisitos da Lei relativos ao uso de produtos fitofarmacêuticos, fertilizantes minerais e outras preparações são muito importantes. Todas as medidas legislativas constituem um sistema preventivo destinado a prevenir a poluição atmosférica.

A lei prevê não apenas o controle sobre o cumprimento de seus requisitos, mas também a responsabilidade por sua violação. Um artigo especial define o papel das organizações públicas e dos cidadãos na implementação de medidas de proteção do ambiente aéreo, obrigando-os a promover ativamente órgãos governamentais nestas matérias, uma vez que só a ampla participação do público permitirá a implementação do disposto nesta lei. Assim, diz que o Estado atribui grande importância à preservação do estado favorável do ar atmosférico, à sua recuperação e melhoria de forma a garantir as melhores condições de vida às pessoas – o seu trabalho, vida, lazer e protecção da saúde.

As empresas ou seus edifícios e estruturas individuais, cujos processos tecnológicos são uma fonte de liberação de substâncias nocivas e desagradáveis ​​​​no ar atmosférico, são separados dos edifícios residenciais por zonas de proteção sanitária. A zona de protecção sanitária de empreendimentos e instalações pode ser aumentada, se necessário e devidamente justificado, em não mais de 3 vezes, em função dos seguintes motivos: a) eficácia dos métodos de limpeza das emissões para a atmosfera previstos ou possíveis de implementação; b) falta de meios para limpar as emissões; c) colocação de edifícios residenciais, se necessário, a sotavento em relação ao empreendimento na zona de possível poluição atmosférica; d) rosas dos ventos e outras condições locais desfavoráveis ​​(por exemplo, calmarias e nevoeiros frequentes); e) a construção de novas indústrias, ainda insuficientemente estudadas, prejudiciais em termos sanitários.

Dimensões das zonas de proteção sanitária para grupos individuais ou complexos grandes empresas indústrias químicas, de refinação de petróleo, metalúrgicas, de construção de máquinas e outras, bem como centrais termoeléctricas com emissões que criam grandes concentrações de várias substâncias nocivas no ar e têm um efeito particularmente negativo sobre a saúde e as condições de vida sanitária e higiénica dos população, são estabelecidos em cada caso de acordo com a decisão conjunta do Ministério da Saúde e Gosstroy da Rússia.

Para aumentar a eficácia das zonas de protecção sanitária, são plantadas árvores, arbustos e vegetação herbácea no seu território, o que reduz a concentração de poeiras e gases industriais. Nas zonas de proteção sanitária de empreendimentos que poluem intensamente o ar atmosférico com gases nocivos à vegetação, devem ser cultivadas as árvores, arbustos e gramíneas mais resistentes aos gases, levando em consideração o grau de agressividade e concentração das emissões industriais. Particularmente prejudiciais à vegetação são as emissões das indústrias químicas (anidrido sulfuroso e sulfúrico, sulfureto de hidrogénio, ácidos sulfúrico, nítrico, fluorídrico e bromoso, cloro, flúor, amoníaco, etc.), metalurgia ferrosa e não ferrosa, carvão e energia térmica.

2. Hidrosfera

A água sempre ocupou e continuará a ocupar uma posição especial entre os recursos naturais Terra. Este é o recurso natural mais importante, pois é necessário, antes de tudo, para a vida de uma pessoa e de cada ser vivo. A água é utilizada pelo homem não apenas na vida cotidiana, mas também na indústria e na agricultura.

O ambiente aquático, que inclui águas superficiais e subterrâneas, é chamado de hidrosfera. A água de superfície está concentrada principalmente no Oceano Mundial, que contém cerca de 91% de toda a água da Terra. A água no oceano (94%) e no subsolo é salgada. A quantidade de água doce é 6% do total de água na Terra, e uma proporção muito pequena dela está disponível em locais de fácil acesso para extração. O máximo de a água doce está contida na neve, icebergs de água doce e geleiras (1,7%), localizadas principalmente nas regiões do círculo polar sul, bem como no subsolo profundo (4%).

Atualmente, a humanidade utiliza 3,8 mil metros cúbicos. km. água anualmente, podendo o consumo ser aumentado até um máximo de 12 mil metros cúbicos. km. No ritmo atual de crescimento do consumo de água, isso será suficiente para os próximos 25-30 anos. esvaziando lençóis freáticos leva à subsidência do solo e dos edifícios e uma diminuição dos níveis das águas subterrâneas em dezenas de metros.

A água é de grande importância na produção industrial e agrícola. É bem sabido que é necessário para as necessidades cotidianas do homem, todas as plantas e animais. Para muitos seres vivos, serve como habitat.

crescimento da cidade, desenvolvimento rápido indústria, a intensificação da agricultura, uma expansão significativa da área de terras irrigadas, a melhoria das condições culturais e de vida e vários outros fatores estão complicando cada vez mais o problema do abastecimento de água.

Cada habitante da Terra consome em média 650 metros cúbicos. m de água por ano (1780 litros por dia). No entanto, para atender às necessidades fisiológicas, 2,5 litros por dia são suficientes, ou seja, cerca de 1 cu. m por ano. Uma grande quantidade de água é necessária para a agricultura (69%) principalmente para irrigação; 23% da água é consumida pela indústria; 6% é gasto na vida cotidiana.

Levando em consideração as necessidades de água para a indústria e a agricultura, o consumo de água em nosso país é de 125 a 350 litros por dia por pessoa (em São Petersburgo 450 litros, em Moscou - 400 litros).

Nos países desenvolvidos, cada habitante tem 200-300 litros de água por dia. Ao mesmo tempo, 60% da terra não tem água doce suficiente. Um quarto da humanidade (aproximadamente 1,5 milhão de pessoas) não tem e outros 500 milhões sofrem com a falta e má qualidade da água potável, o que leva a doenças intestinais.

A maior parte da água após seu uso para as necessidades domésticas é devolvida aos rios na forma de águas residuais.

Objetivo do trabalho: considerar as principais fontes e tipos de poluição da Hidrosfera, bem como métodos de tratamento de águas residuais.

A escassez de água doce já está se tornando um problema global. As necessidades cada vez maiores da indústria e da agricultura por água estão forçando todos os países, cientistas do mundo a procurar vários meios para resolver este problema.

No estágio atual, são determinadas as seguintes diretrizes para o uso racional dos recursos hídricos: uso mais completo e reprodução ampliada dos recursos hídricos; desenvolvimento de novos processos tecnológicos para prevenir a poluição dos corpos d'água e minimizar o consumo de água doce.

A estrutura da hidrosfera terrestre

A hidrosfera é a concha de água da Terra. Inclui: águas superficiais e subterrâneas, fornecendo direta ou indiretamente a atividade vital dos organismos vivos, bem como a água que cai na forma de precipitação. A água ocupa a parte predominante da biosfera. De 510 milhões de km2 área total da superfície da Terra, o Oceano Mundial é responsável por 361 milhões de km2 (71%). O oceano é o principal receptor e acumulador de energia solar, pois a água possui alta condutividade térmica. As principais propriedades físicas de um meio aquoso são sua densidade (800 vezes maior que a densidade do ar) e viscosidade (55 vezes maior que a do ar). Além disso, a água é caracterizada pela mobilidade no espaço, o que ajuda a manter a relativa homogeneidade das características físicas e químicas. Os corpos d'água são caracterizados pela estratificação de temperatura, ou seja, variação da temperatura da água com a profundidade. O regime de temperatura apresenta flutuações diárias, sazonais e anuais significativas, mas, em geral, a dinâmica das flutuações da temperatura da água é menor que a do ar. O regime de luz da água sob a superfície é determinado pela sua transparência (turbidez). A fotossíntese de bactérias, fitoplâncton e plantas superiores depende dessas propriedades e, consequentemente, do acúmulo de matéria orgânica, que só é possível dentro da zona eufônica, ou seja, na camada onde os processos de síntese prevalecem sobre os processos de respiração. A turbidez e a transparência dependem do teor de substâncias em suspensão de origem orgânica e mineral na água. Dos mais significativos para os organismos vivos fatores abióticos em corpos d'água, a salinidade da água deve ser observada - o conteúdo de carbonatos, sulfatos e cloretos dissolvidos nela. São poucos em águas doces, predominando os carbonatos (até 80%). Na água do oceano predominam os cloretos e, até certo ponto, os sulfatos. NO água do mar quase todos os elementos do sistema periódico, incluindo metais, são dissolvidos. Outra característica das propriedades químicas da água está associada à presença de oxigênio dissolvido e dióxido de carbono nela. O oxigênio, que vai para a respiração dos organismos aquáticos, é especialmente importante. A atividade vital e a distribuição dos organismos na água dependem da concentração de íons de hidrogênio (pH). Todos os habitantes da água - os hidrobiontes se adaptaram a um certo nível de pH: alguns preferem ácidos, outros - alcalinos, outros - ambiente neutro. Uma mudança nessas características, principalmente como resultado do impacto industrial, leva à morte de organismos aquáticos ou à substituição de algumas espécies por outras.

Os principais tipos de poluição da hidrosfera.

Entende-se por poluição dos recursos hídricos qualquer alteração nas propriedades físicas, químicas e biológicas da água dos reservatórios devido ao lançamento de substâncias líquidas, sólidas e gasosas neles que causem ou possam criar inconvenientes, tornando a água desses reservatórios perigosa para uso. , causando danos à economia nacional, saúde e segurança pública. Fontes de poluição são objetos de onde se descarregam ou entram em corpos d'água de substâncias nocivas que degradam a qualidade das águas superficiais, limitam seu uso e também afetam negativamente o estado dos corpos d'água de fundo e costeiros.

As principais fontes de poluição e entupimento de corpos d'água são águas residuais insuficientemente tratadas de empresas industriais e municipais, grandes complexos pecuários, resíduos de produção do desenvolvimento de minérios; minas de água, minas, processamento e liga de madeira; descargas de água e transporte ferroviário; resíduos do processamento primário de linho, pesticidas, etc. Poluentes que entram em corpos d'água naturais levam a mudanças qualitativas na água, que se manifestam principalmente em uma mudança nas propriedades físicas da água, em particular, na aparência odores desagradáveis, sabores, etc); na alteração da composição química da água, em particular, o aparecimento de substâncias nocivas nela, a presença de substâncias flutuantes na superfície da água e sua deposição no fundo dos reservatórios.

O fenol é um poluente bastante nocivo de águas industriais. É encontrado nas águas residuais de muitas plantas petroquímicas. Ao mesmo tempo, os processos biológicos dos reservatórios, o processo de sua autopurificação, são drasticamente reduzidos, a água adquire um cheiro específico de ácido carbólico.

A vida da população dos reservatórios é afetada negativamente pelos efluentes da indústria de celulose e papel. A oxidação da polpa de madeira é acompanhada pela absorção de uma quantidade significativa de oxigênio, o que leva à morte de ovos, alevinos e peixes adultos. Fibras e outros substâncias insolúveis poluir a água e torná-la pior características físico-químicas. Da madeira apodrecida e da casca, vários taninos são liberados na água. Resinas e outros produtos extrativos se decompõem e absorvem muito oxigênio, causando a morte de peixes, principalmente juvenis e ovos. Além disso, as ligas de toupeiras entopem fortemente os rios, e os troncos muitas vezes entopem completamente o fundo, privando os peixes de áreas de desova e locais de alimentação.

Petróleo e derivados no estágio atual são os principais poluentes das águas interiores, águas e mares, o Oceano Mundial. Entrando em corpos d'água, eles criam várias formas de poluição: uma película de óleo flutuando na água, produtos petrolíferos dissolvidos ou emulsionados na água, frações pesadas que se depositam no fundo etc. Isso dificulta os processos de fotossíntese na água devido à cessação do acesso raios solares e também causa a morte de plantas e animais. Ao mesmo tempo, o cheiro, o sabor, a cor, a tensão superficial, a viscosidade da água mudam, a quantidade de oxigênio diminui, aparecem substâncias orgânicas nocivas, a água adquire propriedades tóxicas e representa uma ameaça não apenas para os seres humanos. 12 g de óleo tornam uma tonelada de água imprópria para consumo. Cada tonelada de óleo cria um filme de óleo em uma área de até 12 metros quadrados. km. A restauração dos ecossistemas afetados leva de 10 a 15 anos.

Central nuclear resíduos radioativos poluir rios. substancias radioativas são concentrados pelos menores micro-organismos planctônicos e peixes, e então transmitidos ao longo da cadeia alimentar para outros animais. Foi estabelecido que a radioatividade dos habitantes planctônicos é milhares de vezes maior do que a água em que vivem.

As águas residuais com radioatividade aumentada (100 curies por 1 litro ou mais) estão sujeitas a descarte em piscinas subterrâneas sem drenagem e tanques especiais.

O crescimento populacional, a expansão das cidades antigas e o surgimento de novas cidades aumentaram significativamente o fluxo de águas residuais domésticas para as águas interiores. Esses efluentes tornaram-se fonte de poluição de rios e lagos com bactérias patogênicas e helmintos. Detergentes sintéticos amplamente utilizados na vida cotidiana poluem ainda mais os corpos d'água. Eles também são amplamente utilizados na indústria e na agricultura. Os produtos químicos contidos neles, entrando em rios e lagos com esgoto, têm um impacto significativo no regime biológico e físico dos corpos d'água. Como resultado, a capacidade da água de saturar com oxigênio diminui e a atividade das bactérias que mineralizam substâncias orgânicas é paralisada.

A poluição dos corpos d'água com agrotóxicos e fertilizantes minerais, que vêm dos campos junto com as chuvas e a água do degelo, causa sérias preocupações. Como resultado de pesquisas, por exemplo, foi comprovado que inseticidas contidos na água na forma de suspensões se dissolvem em derivados de petróleo que poluem rios e lagos. Essa interação leva a um enfraquecimento significativo das funções oxidativas das plantas aquáticas. Entrando em corpos d'água, os pesticidas se acumulam no plâncton, bentos, peixes e, através da cadeia alimentar, entram no corpo humano, afetando tanto os órgãos individuais quanto o corpo como um todo.

Em conexão com a intensificação da pecuária, os efluentes das empresas deste ramo da agricultura estão se fazendo sentir cada vez mais.

Águas residuais contendo fibras vegetais, gorduras animais e vegetais, matéria fecal, resíduos de frutas e vegetais, resíduos das indústrias de couro e celulose e papel, açúcar e cervejarias, carnes e laticínios, indústrias de conservas e confeitaria são a causa poluição orgânica reservatórios.

As águas residuais são geralmente cerca de 60% das substâncias origem orgânica, a mesma categoria de orgânicos inclui poluição biológica (bactérias, vírus, fungos, algas) em águas municipais, médicas e sanitárias e resíduos de empresas de lavagem de couro e lã.

Um grave problema ambiental é que a maneira usual de usar água para absorver calor em usinas termelétricas é bombear diretamente água fresca de lagos ou rios através de um resfriador e depois devolvê-la aos reservatórios naturais sem pré-resfriamento. Uma usina de 1000 MW requer um lago com área de 810 hectares e profundidade de cerca de 8,7 m.

As usinas de energia podem elevar a temperatura da água em 5 a 15 C em relação ao ambiente. Em condições naturais, com aumentos ou diminuições lentas da temperatura, peixes e outros Organismos aquáticos adaptar-se gradualmente às mudanças na temperatura ambiente. Mas se, como resultado da descarga de efluentes quentes de empresas industriais em rios e lagos, um novo regime de temperatura for estabelecido rapidamente, não houver tempo suficiente para a aclimatação, os organismos vivos receberão um choque térmico e morrerão.

O choque térmico é o resultado extremo da poluição térmica. O lançamento de efluentes aquecidos em corpos d'água pode ter outras consequências mais insidiosas. Um deles é o efeito sobre os processos metabólicos.

Como resultado do aumento da temperatura da água, o teor de oxigênio diminui, enquanto a necessidade por organismos vivos aumenta. O aumento da necessidade de oxigênio, sua falta causa estresse fisiológico severo e até a morte. O aquecimento artificial da água pode alterar significativamente o comportamento dos peixes - causar desova prematura, interromper a migração

Um aumento na temperatura da água pode perturbar a estrutura da flora dos reservatórios. As algas características da água fria são substituídas por outras mais termofílicas e, finalmente, com temperaturas altas são completamente substituídos por eles, enquanto surgem condições favoráveis ​​para o desenvolvimento em massa de algas verde-azuladas em reservatórios - o chamado “water bloom”. Todos os efeitos acima da poluição térmica dos corpos d'água causam grandes danos. ecossistemas naturais e levar a mudanças prejudiciais no ambiente humano. Os danos resultantes da poluição térmica podem ser divididos em: - econômicos (perdas devido à diminuição da produtividade dos corpos d'água, custo da eliminação das consequências da poluição); social (danos estéticos por degradação da paisagem); ambientais (destruição irreversível de ecossistemas únicos, extinção de espécies, danos genéticos).

O caminho que permitirá às pessoas evitar o impasse ecológico está agora claro. Estas são tecnologias sem desperdício e com baixo desperdício, a transformação de resíduos em recursos úteis. Mas levará décadas para dar vida à ideia.

Métodos de tratamento de águas residuais

O tratamento de águas residuais é o tratamento de águas residuais para destruir ou remover substâncias nocivas. Os métodos de limpeza podem ser divididos em mecânicos, químicos, físico-químicos e biológicos.

A essência do método mecânico

a purificação consiste no fato de que as impurezas existentes são removidas das águas residuais por decantação e filtragem. O tratamento mecânico permite isolar até 60-75% das impurezas insolúveis das águas residuais domésticas e até 95% das águas residuais industriais, muitas das quais (como materiais valiosos) são usadas na produção.

O método químico consiste no fato de que vários reagentes químicos são adicionados às águas residuais, que reagem com os poluentes e os precipitam na forma de precipitados insolúveis. A limpeza química consegue uma redução de impurezas insolúveis em até 95% e impurezas solúveis em até 25%.

Com o método físico-químico

O tratamento de águas residuais remove impurezas inorgânicas finamente dispersas e dissolvidas e destrói substâncias orgânicas e pouco oxidadas. Dos métodos físico-químicos, a coagulação, oxidação, sorção, extração, etc., assim como a eletrólise, são os mais utilizados. A eletrólise é a destruição de matéria orgânica em águas residuais e a extração de metais, ácidos e outras substâncias inorgânicas pelo fluxo de corrente elétrica. O tratamento de efluentes por eletrólise é eficaz em plantas de chumbo e cobre, na indústria de tintas e vernizes.

As águas residuais também são tratadas com ultra-som, ozônio, resinas de troca iônica e alta pressão. A limpeza por cloração provou-se bem.

Entre os métodos de tratamento de efluentes, um método biológico baseado no uso das leis de autodepuração bioquímica de rios e outros corpos d'água deve desempenhar um papel importante. Vários tipos de dispositivos biológicos são usados: biofiltros, lagoas biológicas, etc. Nos biofiltros, as águas residuais são passadas através de uma camada de material de granulação grossa coberta com uma fina película bacteriana. Graças a este filme, os processos de oxidação biológica prosseguem de forma intensiva.

Nas lagoas biológicas, todos os organismos que habitam o reservatório participam do tratamento de águas residuais. Antes do tratamento biológico, as águas residuais são submetidas a um tratamento mecânico e após o tratamento biológico (para remover bactéria patogênica) e limpeza química, cloração com cloro líquido ou alvejante. Para a desinfecção, também são utilizados outros métodos físicos e químicos (ultrassom, eletrólise, ozonização, etc.). método biológico dá melhores pontuações na limpeza de resíduos urbanos, bem como resíduos das indústrias de refino de petróleo, celulose e papel e produção de fibra artificial.

Para reduzir a poluição da hidrosfera, é desejável a reutilização em processos fechados, com economia de recursos e sem desperdício na indústria, irrigação por gotejamento na agricultura e uso econômico da água na produção e em casa.

3. Litosfera

O período de 1950 até o presente é chamado de período da revolução científica e tecnológica. No final do século XX, ocorreram grandes mudanças na tecnologia, surgiram novos meios de comunicação e tecnologias da informação, que mudaram drasticamente as possibilidades de troca de informações e aproximaram os pontos mais remotos do planeta. O mundo está literalmente mudando rapidamente diante de nossos olhos, e a humanidade em suas ações nem sempre acompanha essas mudanças.

Os problemas ambientais não surgiram sozinhos. Este é o resultado do desenvolvimento natural da civilização, em que as regras previamente formuladas para o comportamento das pessoas em suas relações com natureza circundante e dentro da sociedade humana, que sustentava uma existência estável, entrou em conflito com as novas condições criadas progresso cientifico e tecnologico. Nas novas condições, é necessário formar novas regras de conduta e uma nova moral, levando em conta todo o conhecimento das ciências naturais. A maior dificuldade, que determina muito na decisão problemas ambientais- ainda insuficiente preocupação da sociedade humana como um todo e de muitos de seus dirigentes com os problemas de preservação do meio ambiente.

Litosfera, sua estrutura

O homem existe em um determinado espaço, e o principal componente desse espaço é a superfície da Terra - a superfície da litosfera.

A litosfera é chamada de casca sólida da Terra, consistindo na crosta terrestre e na camada do manto superior subjacente à crosta terrestre. A distância do limite inferior da crosta terrestre da superfície da Terra varia de 5 a 70 km, e o manto da Terra atinge uma profundidade de 2.900 km. Depois dele, a uma distância de 6.371 km da superfície, há um núcleo.

A terra ocupa 29,2% da superfície do globo. As camadas superiores da litosfera são chamadas de solo. A cobertura do solo é o mais importante formação natural e um componente da biosfera da Terra. É a casca do solo que determina muitos processos que ocorrem na biosfera.

O solo é a principal fonte de alimento, fornecendo 95-97% dos recursos alimentares para a população mundial. Quadrado recursos terrestres o mundo é de 129 milhões de metros quadrados. km, ou 86,5% da área terrestre. As terras aráveis ​​e as plantações perenes na composição das terras agrícolas ocupam cerca de 10% das terras, prados e pastagens - 25% das terras. A fertilidade do solo e as condições climáticas determinam a possibilidade de existência e desenvolvimento sistemas ecológicos no chão. Infelizmente, devido à exploração inadequada, algumas das terras férteis são perdidas todos os anos. Assim, ao longo do século passado, como resultado da erosão acelerada, foram perdidos 2 bilhões de hectares de terras férteis, o que representa 27% da área total de terras usadas para agricultura.

Fontes de poluição do solo.

A litosfera é poluída por poluentes e resíduos líquidos e sólidos. Foi estabelecido que anualmente é gerada uma tonelada de resíduos por habitante da Terra, incluindo mais de 50 kg de polímeros, de difícil decomposição.

As fontes de poluição do solo podem ser classificadas da seguinte forma.

Edifícios residenciais e serviços públicos. A composição de poluentes nesta categoria de fontes é dominada por resíduos domésticos, resíduos alimentares, resíduos de construção, resíduos de sistemas de aquecimento, utensílios domésticos desgastados, etc. Tudo isso é coletado e levado para aterros sanitários. Para as grandes cidades, a coleta e destruição do lixo doméstico em aterros sanitários tornou-se um problema intratável. A simples queima de lixo nos lixões da cidade é acompanhada pela liberação de substâncias tóxicas. Ao queimar tais objetos, por exemplo, polímeros contendo cloro, são formadas substâncias altamente tóxicas - dióxidos. Apesar disso, nos últimos anos, foram desenvolvidos métodos para a destruição de resíduos domésticos por incineração. Um método promissor é a queima de tais detritos sobre hot melts de metais.

Empresas industriais. Nos resíduos industriais sólidos e líquidos, há constantemente substâncias que podem ter efeito tóxico sobre organismos vivos e plantas. Por exemplo, sais de metais pesados ​​não ferrosos geralmente estão presentes em resíduos da indústria metalúrgica. A indústria de engenharia libera cianetos, compostos de arsênio e berílio no meio ambiente; na produção de plásticos e fibras artificiais resíduos contendo fenol, benzeno, estireno são formados; na produção de borrachas sintéticas, resíduos de catalisadores, coágulos de polímeros de baixa qualidade entram no solo; na produção de produtos de borracha, ingredientes semelhantes a poeira, fuligem, que se depositam no solo e nas plantas, resíduos de borracha-têxtil e peças de borracha são liberados no meio ambiente e durante a operação de pneus, pneus desgastados e com defeito, tubos internos e fitas de aro. O armazenamento e descarte de pneus usados ​​é atualmente Questões não resolvidas, pois isso muitas vezes causa incêndios fortes que são muito difíceis de extinguir. O grau de utilização dos pneus usados ​​não ultrapassa 30% do seu volume total.

Transporte. Durante o funcionamento dos motores de combustão interna, óxidos de nitrogênio, chumbo, hidrocarbonetos, monóxido de carbono, fuligem e outras substâncias são liberados de forma intensiva, depositados na superfície da terra ou absorvidos pelas plantas. Neste último caso, essas substâncias também entram no solo e estão envolvidas no ciclo associado às cadeias alimentares.

Agricultura. A poluição do solo na agricultura ocorre devido à introdução de grandes quantidades de fertilizantes minerais e pesticidas. Alguns pesticidas são conhecidos por conter mercúrio.

Contaminação do solo com metais pesados. Metais pesados ​​são metais não ferrosos cuja densidade é mais densidade glândula. Estes incluem chumbo, cobre, zinco, níquel, cádmio, cobalto, cromo, mercúrio.

Uma característica dos metais pesados ​​é que em pequenas quantidades, quase todos eles são necessários para plantas e organismos vivos. No corpo humano, os metais pesados ​​estão envolvidos em processos bioquímicos vitais. No entanto, exceder a quantidade permitida leva a doenças graves.

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apresentação, adicionada em 22/10/2013


Informações gerais sobre o impacto de fatores antropogênicos na saúde pública. Influência da poluição da atmosfera, hidrosfera e litosfera na saúde humana. Lista de doenças associadas à poluição do ar. As principais fontes de perigo.

resumo, adicionado em 11/07/2013


Fontes industriais poluição da biosfera. Classificação das substâncias nocivas de acordo com o grau de impacto nos seres humanos. Situação da epidemia sanitária nas cidades. Deficiências na organização da neutralização e destinação de resíduos sólidos, líquidos domésticos e industriais.

Examinemos com mais detalhes os componentes da biosfera.

Crosta terrestre - é uma casca sólida transformada ao longo do tempo geológico, que compõe a parte superior da litosfera terrestre. Vários minerais da crosta terrestre (calcário, giz, fosforitos, petróleo, carvão, etc.) surgiram dos tecidos de organismos mortos. É um fato paradoxal que organismos vivos relativamente pequenos possam causar fenômenos de escala geológica, o que é explicado por sua maior capacidade de reprodução. Por exemplo, sob condições favoráveis, o virion da cólera pode criar uma massa de matéria igual à massa da crosta terrestre em apenas 1,75 dias! Pode-se supor que nas biosferas de eras anteriores, massas colossais de matéria viva se moviam ao redor do planeta, formando reservas de petróleo, carvão etc. como resultado da morte.

A biosfera existe usando repetidamente os mesmos átomos. Ao mesmo tempo, a participação de 10 elementos localizados na primeira metade do sistema periódico (oxigênio - 29,5%, sódio, magnésio - 12,7%, alumínio, silício - 15,2%, enxofre, potássio, cálcio, ferro - 34,6%) é responsável por 99% de toda a massa do nosso planeta (a massa da Terra é 5976 * 10 21 kg), e 1% é contabilizado pelo resto dos elementos. No entanto, o significado desses elementos é muito grande - eles desempenham um papel essencial na matéria viva.

DENTRO E. Vernadsky dividiu todos os elementos da biosfera em 6 grupos, cada um dos quais desempenha certas funções na vida da biosfera. Primeiro grupo – gases inertes (hélio, criptônio, neônio, argônio, xenônio). Segundo grupo – metais preciosos (rutênio, paládio, platina, ósmio, irídio, ouro). Na crosta terrestre, os elementos desses grupos são quimicamente inativos, sua massa é insignificante (4,4 * 10 -4% da massa da crosta terrestre) e a participação na formação da matéria viva é pouco estudada. O terceiro grupo - lantanídeos (14 elementos químicos - metais) compõem 0,02% da massa da crosta terrestre e seu papel na biosfera não foi estudado. Quarto grupo – elementos radioativos são a principal fonte de formação do calor interno da Terra e afetam o crescimento dos organismos vivos (0,0015% da massa da crosta terrestre). Alguns elementos quinto grupo - elementos dispersos (0,027% da crosta terrestre) - desempenham um papel essencial na vida dos organismos (por exemplo, iodo e bromo). o maior sexto grupo constituir elementos cíclicos , que, tendo sofrido uma série de transformações em processos geoquímicos, retornam aos seus estados químicos originais. Este grupo inclui 13 elementos leves (hidrogênio, carbono, nitrogênio, oxigênio, sódio, magnésio, alumínio, silício, fósforo, enxofre, cloro, potássio, cálcio) e um elemento pesado (ferro).

Biota É a totalidade de todos os tipos de plantas, animais e microorganismos. A biota é uma parte ativa da biosfera, que determina todas as reações químicas mais importantes, como resultado das quais os principais gases da biosfera (oxigênio, nitrogênio, monóxido de carbono, metano) são criados e relações quantitativas são estabelecidas entre eles. Biota forma continuamente minerais biogênicos e mantém uma composição química constante das águas oceânicas. Sua massa não é superior a 0,01% da massa de toda a biosfera e é limitada pela quantidade de carbono na biosfera. A biomassa principal é composta por plantas terrestres verdes - cerca de 97%, e a biomassa de animais e microorganismos - 3%.

A biota é composta principalmente de elementos cíclicos. Particularmente importante é o papel de elementos como carbono, nitrogênio e hidrogênio, cuja porcentagem na biota é maior do que na crosta terrestre (60 vezes carbono, 10 vezes nitrogênio e hidrogênio). A figura mostra um diagrama de um ciclo de carbono fechado. Somente graças à circulação dos principais elementos em tais ciclos (principalmente carbono), a existência de vida na Terra é possível.

Poluição da litosfera. A vida, a biosfera e o elo mais importante em seu mecanismo - a cobertura do solo, comumente chamada de terra - compõem a singularidade de nosso planeta no universo. E na evolução da biosfera, nos fenômenos da vida na Terra, a importância da cobertura do solo (terra, águas rasas e plataforma) como uma concha planetária especial aumentou invariavelmente.

A cobertura do solo é a formação natural mais importante. Seu papel na vida da sociedade é determinado pelo fato de que o solo é a principal fonte de alimento, fornecendo 95-97% dos recursos alimentares para a população mundial. Uma propriedade especial da cobertura do solo é a sua fertilidade , que é entendido como um conjunto de propriedades do solo que garantem o rendimento das culturas agrícolas. A fertilidade natural do solo está associada ao fornecimento de nutrientes nele e seus regimes hídrico, aéreo e térmico. O solo fornece às plantas a necessidade de nutrição hídrica e nitrogenada, sendo o agente mais importante de sua atividade fotossintética. A fertilidade do solo também depende da quantidade de energia solar acumulada nele. A cobertura do solo pertence a um sistema biológico autorregulado, que é a parte mais importante da biosfera como um todo. Organismos vivos, plantas e animais que habitam a Terra fixam a energia solar na forma de fito- ou zoomass. A produtividade dos ecossistemas terrestres depende dos balanços de calor e água da superfície terrestre, que determinam a variedade de formas de troca de energia e matéria dentro do envelope geográfico do planeta.

Atenção especial deve ser dada aos recursos da terra. A área de recursos terrestres no mundo é de 149 milhões de km2, ou 86,5% da área terrestre. As terras aráveis ​​e plantações perenes como parte das terras agrícolas ocupam atualmente cerca de 15 milhões de km 2 (10% da terra), campos de feno e pastagens - 37,4 milhões de km 2 (25%). de diferentes maneiras: de 25 a 32 milhões de km 2. Os recursos terrestres do planeta permitem fornecer alimentos a mais pessoas do que o disponível atualmente e o será no futuro próximo. No entanto, devido ao crescimento populacional, especialmente nos países em desenvolvimento, a quantidade de terra arável per capita está diminuindo. Mesmo 10-15 anos atrás, a segurança mental da população da Terra com terras aráveis ​​era de 0,45 a 0,5 hectares, atualmente já é de 0,35 a 37 hectares.

Todos os componentes materiais utilizáveis ​​da litosfera usados ​​na economia como matérias-primas ou fontes de energia são chamados de recursos minerais . Os minerais podem ser minério se dele forem extraídos metais, e não metálico , se componentes não metálicos (fósforo, etc.) forem extraídos dele ou usados ​​como materiais de construção.

Se riqueza mineral usados ​​como combustível (carvão, petróleo, gás, xisto betuminoso, turfa, madeira, energia nuclear) e ao mesmo tempo como fonte de energia em motores para produzir vapor e eletricidade, são chamados recursos de combustível e energia .

Hidrosfera . A água ocupa a parte predominante da biosfera terrestre (71% da superfície terrestre) e constitui cerca de 4% da massa da crosta terrestre. Sua espessura média é de 3,8 km, profundidade média - 3554 m, área: 1350 milhões de km 2 - oceanos, 35 milhões de km 2 - água doce.

A massa de água do oceano é responsável por 97% da massa de toda a hidrosfera (2 * 10 21 kg). O papel do oceano na vida da biosfera é enorme: nele ocorrem as principais reações químicas, que determinam a produção de biomassa e tratamento químico biosfera. Assim, em 40 dias, a camada superficial de quinhentos metros de água no oceano passa pelo aparelho de filtragem de plâncton, portanto (levando em conta a mistura) toda a água oceânica do oceano sofre purificação durante o ano. Todos os componentes da hidrosfera (vapor de água atmosférico, águas dos mares, rios, lagos, geleiras, pântanos, águas subterrâneas) estão em constante movimento e renovação.

A água é a base da biota (a matéria viva é 70% água) e sua importância na vida da biosfera é decisiva. As funções mais importantes da água podem ser nomeadas como:

1. produção de biomassa;

2. purificação química da biosfera;

3. garantir o equilíbrio de carbono;

4. estabilização do clima (a água desempenha o papel de amortecedor nos processos térmicos do planeta).

A grande importância do oceano mundial reside no fato de produzir quase metade do oxigênio total da atmosfera com seu fitoplâncton, ou seja, é uma espécie de "pulmão" do planeta. Ao mesmo tempo, as plantas e microorganismos do oceano em processo de fotossíntese absorvem anualmente uma parte muito maior de dióxido de carbono do que as plantas em terra absorvem.

organismos vivos no oceano – hidrobionatos - dividem-se em três grupos ecológicos principais: plâncton, nekton e bentos. Plâncton - um conjunto de flutuações passivas e transportadas por correntes marítimas de plantas (fitoplâncton), organismos vivos (zooplâncton) e bactérias (bacterioplâncton). Nekton - este é um grupo de organismos vivos que nadam ativamente e que se deslocam a distâncias consideráveis ​​(peixes, cetáceos, focas, cobras e tartarugas marinhas, lulas polvos, etc.). Bentos - são organismos que vivem no fundo do mar: sésseis (corais, algas, esponjas); escavação (vermes, moluscos); rastejando (crustáceos, equinodermos); flutuando livremente no fundo. As áreas costeiras dos oceanos e mares são as mais ricas em bentos.

Os oceanos são uma fonte de enormes recursos minerais. Já estão sendo extraídos dele petróleo, gás, 90% de bromo, 60% de magnésio, 30% de sal, etc. O oceano possui enormes reservas de ouro, platina, fosforitos, óxidos de ferro e manganês e outros minerais. O nível de mineração no oceano está em constante crescimento.

Poluição da hidrosfera. Em muitas regiões do mundo, o estado dos corpos d'água é de grande preocupação. A poluição dos recursos hídricos, não sem razão, é hoje considerada a mais séria ameaça ao meio ambiente. A rede fluvial realmente funciona como o sistema de esgoto natural da civilização moderna.

Os mais poluídos são os mares interiores. Eles têm um litoral mais longo e, portanto, são mais propensos à poluição. A experiência acumulada da luta pela pureza dos mares mostra que esta é uma tarefa incomparavelmente mais difícil do que a proteção de rios e lagos.

Os processos de poluição da água são causados ​​por diversos fatores. As principais são: 1) lançamento de efluentes não tratados em corpos d'água; 2) descarga de agrotóxicos com chuvas fortes; 3) emissões de gases e fumaça; 4) vazamento de óleo e derivados.

O maior dano aos corpos d'água é causado pelo lançamento de efluentes não tratados neles - industriais, domésticos, coletores e drenagens, etc. Os efluentes industriais poluem os ecossistemas com vários componentes, dependendo das especificidades das indústrias.

O nível de poluição dos mares russos (com exceção de mar Branco), de acordo com o relatório estatal "Sobre o estado do meio ambiente da Federação Russa", em 1998. ultrapassou o MPC para o teor de hidrocarbonetos, metais pesados, mercúrio; surfactantes (surfactantes) em média 3-5 vezes.

A entrada de poluição no fundo do oceano tem um sério impacto sobre a natureza dos processos bioquímicos. Nesse sentido, a avaliação da segurança ambiental na extração planejada de minerais do fundo do oceano, principalmente nódulos de ferro-manganês contendo manganês, cobre, cobalto e outros metais valiosos, é de particular importância. No processo de raking do fundo, a própria possibilidade de vida no fundo do oceano será destruída por um longo período, e o ingresso de substâncias extraídas do fundo para a superfície pode afetar negativamente a atmosfera aérea da região.

O enorme volume do Oceano Mundial atesta a inesgotabilidade dos recursos naturais do planeta. Além disso, o Oceano Mundial é coletor de águas fluviais terrestres, recebendo anualmente cerca de 39 mil km 3 de água. A poluição emergente do Oceano Mundial ameaça interromper o processo natural de circulação da umidade em seu elo mais crítico - a evaporação da superfície do oceano.

No Código de Águas da Federação Russa, o conceito " recursos hídricos ” é definido como “reservas de águas superficiais e subterrâneas localizadas em corpos d'água que são ou podem ser usadas”. A água é o componente mais importante do meio ambiente, um recurso natural renovável, limitado e vulnerável, usado e protegido na Federação Russa como base da vida e atividade dos povos que vivem em seu território, garante o bem-estar econômico, social e ambiental. da população, a existência de flora e fauna.

Qualquer corpo de água ou fonte de água está associado ao seu ambiente externo. É influenciada pelas condições de formação de escoamento superficial ou subterrâneo, vários fenômenos naturais, indústria, construção industrial e municipal, transporte, atividades humanas econômicas e domésticas. A consequência dessas influências é a introdução de novas substâncias inusitadas no ambiente aquático - poluentes que degradam a qualidade da água. A poluição que entra no ambiente aquático é classificada de diferentes maneiras, dependendo das abordagens, critérios e tarefas. Assim, geralmente alocam poluição química, física e biológica. A poluição química é uma mudança nas propriedades químicas naturais da água devido a um aumento no teor de impurezas nocivas, tanto inorgânicas (sais minerais, ácidos, álcalis, partículas de argila) quanto de natureza orgânica (petróleo e derivados, resíduos orgânicos, tensoativos, pesticidas).

Apesar dos enormes recursos gastos na construção de estações de tratamento, muitos rios ainda estão sujos, principalmente nas áreas urbanas. Os processos de poluição chegaram até mesmo aos oceanos. E isso não parece surpreendente, já que todos apanhados nos rios poluentes eventualmente correm para o oceano e o alcançam se forem difíceis de se decompor.

As consequências ambientais da poluição dos ecossistemas marinhos são expressas nos seguintes processos e fenômenos:

violação da estabilidade dos ecossistemas;

eutrofização progressiva;

o aparecimento de "marés vermelhas";

acúmulo de tóxicos químicos na biota;

diminuição da produtividade biológica;

a ocorrência de mutagênese e carcinogênese no ambiente marinho;

poluição microbiológica das regiões costeiras do mundo.

A proteção do ecossistema aquático é uma questão complexa e muito importante. Para isso, segue medidas de proteção ambiental:

– desenvolvimento de tecnologias isentas de resíduos e isentas de água; introdução de sistemas de reciclagem de água;

– tratamento de águas residuais (industriais, municipais, etc.);

– injeção de esgoto em aquíferos profundos;

– purificação e desinfecção das águas superficiais utilizadas para abastecimento de água e outros fins.

O principal poluente das águas superficiais são as águas residuais, portanto, o desenvolvimento e implementação de métodos eficazes de tratamento de águas residuais é uma tarefa muito urgente e ambientalmente importante. A forma mais eficaz de proteger as águas superficiais da poluição por esgotos é o desenvolvimento e implementação de uma tecnologia de produção anidro e livre de resíduos, cuja fase inicial é a criação de um abastecimento de água circulante.

Ao organizar um sistema de abastecimento de água reciclável, inclui um conjunto de estações e instalações de tratamento, o que permite criar um ciclo fechado de aproveitamento de águas residuais industriais e domésticas. Com este método de tratamento de água, as águas residuais estão sempre em circulação e a sua entrada em corpos hídricos superficiais é completamente excluída.

Devido à grande variedade de composição das águas residuais, existem vários métodos para o seu tratamento: mecânico, físico-químico, químico, biológico, etc. um método ou um conjunto de métodos (método combinado). O processo de tratamento envolve o tratamento do lodo (ou excesso de biomassa) e a desinfecção do efluente antes de ser lançado em um reservatório.

Nos últimos anos, novos métodos eficazes foram desenvolvidos ativamente que contribuem para a compatibilidade ambiental dos processos de tratamento de águas residuais:

– métodos eletroquímicos baseados nos processos de oxidação anódica e redução catódica, eletrocoagulação e eletroflotação;

– processos de purificação de membranas (ultrafiltros, eletrodiálise e outros);

– tratamento magnético, que melhora a flotação das partículas em suspensão;

– purificação por radiação da água, que permite submeter os poluentes à oxidação, coagulação e decomposição no menor tempo possível;

- ozonização, na qual as águas residuais não formam substâncias que afetem negativamente os processos bioquímicos naturais;

- introdução de novos tipos seletivos para a separação seletiva de componentes úteis de águas residuais para fins de reciclagem e outros.

Sabe-se que pesticidas e fertilizantes lavados pelo escoamento superficial de terras agrícolas desempenham um papel na contaminação dos corpos d'água. Para evitar a entrada de efluentes poluentes nos corpos d'água, é necessário um conjunto de medidas, incluindo:

cumprimento das normas e prazos de aplicação de fertilizantes e defensivos;

tratamento focal e em fita com agrotóxicos ao invés de contínuo;

aplicação de fertilizantes na forma de grânulos e, se possível, junto com água de irrigação;

substituição de pesticidas por métodos biológicos de proteção de plantas.

As medidas de proteção das águas e mares e do Oceano Mundial devem eliminar as causas da deterioração da qualidade e poluição das águas. Medidas especiais para prevenir a poluição da água do mar devem ser previstas na exploração e desenvolvimento de campos de petróleo e gás nas plataformas continentais. É necessário proibir o despejo de substâncias tóxicas no oceano e manter uma moratória nos testes de armas nucleares.

Atmosfera - o ambiente do ar ao redor da Terra, sua massa é de cerca de 5,15 * 10 18 kg. Tem uma estrutura em camadas e consiste em várias esferas, entre as quais existem camadas de transição - pausas. Nas esferas, a quantidade de ar e a temperatura mudam.

Dependendo da distribuição da temperatura, a atmosfera é dividida em:

– troposfera (seu comprimento em altura nas latitudes médias é 10-12 km acima do nível do mar, nos pólos - 7-10, acima do equador - 16-18 km, mais de 4/5 da massa da atmosfera terrestre está concentrada aqui ; devido ao aquecimento desigual da superfície da terra em poderosas correntes de ar verticais são formadas na troposfera, instabilidade de temperatura, umidade relativa, pressão é notada, a temperatura do ar na troposfera diminui em altura em 0,6 ° C a cada 100 m e varia de +40 a -50 ° C);

– estratosfera (tem um comprimento de cerca de 40 km, o ar é rarefeito, a umidade é baixa, a temperatura do ar é de -50 a 0 ° C em altitudes de cerca de 50 km; na estratosfera, sob a influência da radiação cósmica e a parte de ondas curtas da radiação ultravioleta do sol, as moléculas do ar são ionizadas, resultando na formação da camada de ozônio localizada a uma altitude de 25-40 km);

– mesosfera (de 0 a -90 o C em altitudes de 50-55 km);

– termosfera (é caracterizado por um aumento contínuo da temperatura com o aumento da altitude - a uma altitude de 200 km 500 ° C, e a uma altitude de 500-600 km excede 1500 ° C; na termosfera, os gases são muito rarefeitos, suas moléculas movem-se em alta velocidade, mas raramente colidem entre si e, portanto, não podem causar nem um leve aquecimento do corpo localizado aqui);

– exosfera (de várias centenas de km).

O aquecimento desigual contribui para a circulação geral da atmosfera, o que afeta o clima e o clima da Terra.

A composição gasosa da atmosfera é a seguinte: nitrogênio (79,09%), oxigênio (20,95%), argônio (0,93%), dióxido de carbono (0,03%) e uma pequena quantidade de gases inertes (hélio, neônio, criptônio, xenônio) , amoníaco, metano, hidrogénio, etc. As camadas inferiores da atmosfera (20 km) contêm vapor de água, cuja quantidade diminui rapidamente com a altura. A uma altitude de 110-120 km, quase todo o oxigênio se torna atômico. Supõe-se que acima de 400-500 km e nitrogênio está no estado atômico. A composição oxigênio-nitrogênio persiste aproximadamente até uma altitude de 400-600 km. A camada de ozônio, que protege os organismos vivos da radiação nociva de ondas curtas, está localizada a uma altitude de 20 a 25 km. Acima de 100 km, a proporção de gases leves aumenta, e em altitudes muito elevadas predominam o hélio e o hidrogênio; parte das moléculas do gás se decompõe em átomos e íons, formando ionosfera . A pressão e a densidade do ar diminuem com a altura.

Poluição do ar. A atmosfera tem um enorme impacto nos processos biológicos em terra e em corpos d'água. O oxigênio contido nele é utilizado no processo de respiração dos organismos e durante a mineralização da matéria orgânica, o dióxido de carbono é consumido durante a fotossíntese pelas plantas autotróficas, e o ozônio reduz a radiação ultravioleta do sol prejudicial aos organismos. Além disso, a atmosfera contribui para a preservação do calor da Terra, regula o clima, percebe produtos metabólicos gasosos, transporta vapor de água pelo planeta, etc. Sem uma atmosfera, a existência de quaisquer organismos complexos é impossível. Portanto, as questões de prevenção da poluição do ar sempre foram e continuam sendo relevantes.

Para avaliar a composição e poluição da atmosfera, utiliza-se o conceito de concentração (C, mg/m 3).

O ar puro natural tem a seguinte composição (em % vol): nitrogênio 78,8%; oxigênio 20,95%; árgon 0,93%; CO2 0,03%; outros gases 0,01%. Acredita-se que tal composição deve corresponder ao ar a uma altura de 1 m acima da superfície do oceano longe da costa.

Como para todos os outros componentes da biosfera, existem duas fontes principais de poluição para a atmosfera: natural e antropogênica (artificial). Toda a classificação das fontes de poluição pode ser representada de acordo com o diagrama estrutural acima: indústria, transporte, energia são as principais fontes de poluição do ar. De acordo com a natureza do impacto na biosfera, os poluentes atmosféricos podem ser divididos em 3 grupos: 1) que afetam o aquecimento global do clima; 2) destruição da biota; 3) destruir a camada de ozônio.

Observemos as breves características de alguns poluentes atmosféricos.

Para poluentes primeiro grupo deve incluir CO 2, óxido nitroso, metano, freons. Na criação efeito estufa » O principal contribuinte é o dióxido de carbono, cuja concentração aumenta 0,4% ao ano (para mais informações sobre o efeito estufa, ver capítulo 3.3). Comparado com meados do século XIX, o teor de CO 2 aumentou em 25%, o óxido nitroso em 19%.

Freons - compostos químicos não característicos da atmosfera, usados ​​como refrigerantes - são responsáveis ​​por 25% da criação do efeito estufa na década de 90. Os cálculos mostram que, apesar do Acordo de Montreal de 1987. em limitar o uso de freons, até 2040. a concentração dos principais freons aumentará significativamente (clorofluorocarbono de 11 a 77%, clorofluorocarbono - de 12 a 66%), o que levará a um aumento do efeito estufa em 20%. O aumento do teor de metano na atmosfera foi insignificante, mas a contribuição específica desse gás é cerca de 25 vezes maior que a do dióxido de carbono. Se você não interromper o fluxo de gases de "estufa" na atmosfera, as temperaturas médias anuais na Terra até o final do século 21 aumentarão em média de 2,5 a 5 ° C. É necessário: reduzir a queima de combustíveis de hidrocarbonetos e o desmatamento. Este último é perigoso, além de levar a um aumento de carbono na atmosfera, também causará uma diminuição na capacidade de assimilação da biosfera.

Para poluentes segundo grupo deve incluir dióxido de enxofre, sólidos suspensos, ozônio, monóxido de carbono, óxido nítrico, hidrocarbonetos. Dessas substâncias no estado gasoso, o dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio causam os maiores danos à biosfera, que, no curso das reações químicas, são convertidos em pequenos cristais de sais de ácido sulfúrico e nítrico. O problema mais grave é a poluição do ar com substâncias contendo enxofre. O dióxido de enxofre é prejudicial às plantas. Entrando na folha durante a respiração, o SO 2 inibe a atividade vital das células. Nesse caso, as folhas das plantas são primeiro cobertas com manchas marrons e depois secas.

O dióxido de enxofre e seus outros compostos irritam as membranas mucosas dos olhos e do trato respiratório. Duradouro baixas concentrações de SO 2 levam a gastrite crônica, hepatopatia, bronquite, laringite e outras doenças. Há evidências de uma relação entre o conteúdo de SO 2 no ar e a taxa de mortalidade por câncer de pulmão.

Na atmosfera, SO 2 é oxidado a SO 3. A oxidação ocorre cataliticamente sob a influência de metais traço, principalmente manganês. Além disso, SO 2 gasoso e dissolvido em água pode ser oxidado com ozônio ou peróxido de hidrogênio. Combinando-se com a água, o SO 3 forma o ácido sulfúrico, que forma sulfatos com os metais presentes na atmosfera. O efeito biológico dos sulfatos ácidos em concentrações iguais é mais pronunciado em relação ao SO 2 . O dióxido de enxofre existe na atmosfera de várias horas a vários dias, dependendo da umidade e de outras condições.

Em geral, aerossóis de sais e ácidos penetram nos tecidos sensíveis dos pulmões, devastam florestas e lagos, reduzem plantações, destroem edifícios, monumentos arquitetônicos e arqueológicos. O material particulado em suspensão representa um perigo para a saúde pública que supera o dos aerossóis ácidos. Basicamente é um perigo grandes cidades. Sólidos particularmente nocivos são encontrados nos gases de escape de motores a diesel e motores a gasolina de dois tempos. A maior parte do material particulado no ar de origem industrial nos países desenvolvidos é capturado com sucesso por todos os tipos de meios técnicos.

Ozônio na camada superficial aparece como resultado da interação de hidrocarbonetos formados durante a combustão incompleta de combustível em motores de automóveis e liberados durante muitos processos de produção, com óxidos de nitrogênio. É um dos poluentes mais perigosos que afetam o sistema respiratório. É mais intenso em clima quente.

Monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos entram principalmente na atmosfera com os gases de escape dos veículos. Todos esses compostos químicos têm um efeito devastador sobre os ecossistemas em concentrações ainda mais baixas do que as permitidas para os seres humanos, a saber: acidificam bacias hidrográficas, matando organismos vivos nelas, destroem florestas e reduzem o rendimento das colheitas (o ozônio é especialmente perigoso). Estudos nos Estados Unidos mostraram que as concentrações atuais de ozônio reduzem o rendimento de sorgo e milho em 1%, algodão e soja em 7% e alfafa em mais de 30%.

Dos poluentes que destroem a camada de ozônio estratosférico, devem ser destacados os freons, compostos de nitrogênio, escapamentos de aeronaves supersônicas e foguetes.

Os fluoroclorohidrocarbonetos, amplamente utilizados como refrigerantes, são considerados a principal fonte de cloro na atmosfera. Eles são usados ​​não apenas em unidades de refrigeração, mas também em inúmeras latas de aerossol domésticas com tintas, vernizes, inseticidas. As moléculas de freon são resistentes e podem ser transportadas quase inalteradas com as massas atmosféricas por grandes distâncias. Em altitudes de 15 a 25 km (zona de teor máximo de ozônio), eles são expostos aos raios ultravioleta e se decompõem com a formação de cloro atômico.

Foi estabelecido que, na última década, a perda da camada de ozônio foi de 12 a 15% nas latitudes polares e de 4 a 8% nas latitudes médias. Em 1992, resultados impressionantes foram estabelecidos: áreas com perda da camada de ozônio de até 45% foram encontradas na latitude de Moscou. Já agora, devido ao aumento da insolação ultravioleta, há uma diminuição nos rendimentos na Austrália e na Nova Zelândia, um aumento no câncer de pele.

As substâncias tecnogênicas da biosfera que têm um efeito nocivo sobre a biota são classificadas da seguinte forma (é dada uma classificação geral que é válida não apenas para substâncias gasosas). De acordo com o grau de perigo, todas as substâncias nocivas são divididas em quatro classes (Tabela 2):

I - substâncias extremamente perigosas;

II - substâncias altamente perigosas;

III - substâncias moderadamente perigosas;

IV - substâncias de baixo risco.

A atribuição de uma substância nociva à classe de perigo é realizada de acordo com o indicador, cujo valor corresponde à classe de perigo mais alta.

Aqui: A) é uma concentração que, durante o trabalho diário (exceto finais de semana) por 8 horas, ou outra duração, mas não superior a 41 horas semanais, durante todo o tempo de trabalho não pode causar doenças ou desvios do estado de saúde detectados por métodos modernos de pesquisa no processo de trabalho ou nos remotos períodos da vida das gerações presentes e posteriores;

B) - a dose de uma substância que causa a morte de 50% dos animais com uma única injeção no estômago;

C) - dose de substância que causa a morte de 50% dos animais com uma única aplicação na pele;

D) - a concentração de uma substância no ar, causando a morte de 50% dos animais com exposição por inalação de 2-4 horas;

E) - a relação entre a concentração máxima permitida de uma substância nociva no ar a 20 ° C e a concentração letal média para camundongos;

E) - a razão entre a concentração letal média de uma substância nociva e a concentração mínima (limiar) que causa uma mudança nos indicadores biológicos no nível de todo o organismo, além dos limites das reações fisiológicas adaptativas;

G) - A razão entre a concentração mínima (limiar) que causa uma mudança nos parâmetros biológicos ao nível de todo o organismo, além dos limites das reações fisiológicas adaptativas, para a concentração mínima (limiar) que causa um efeito nocivo em uma doença crônica experimente durante 4 horas, 5 vezes por semana durante pelo menos 4 -x meses.

Tabela 2 Classificação de substâncias nocivas

Indicador	Norma para classe de perigo
(A) Concentração máxima permitida (MPC) de substâncias nocivas no ar da área de trabalho, mg/m 3
(B) Dose letal média quando injetada no estômago (MAD), mg/kg				mais de 5000
(B) Dose letal média quando aplicada na pele (MTD), mg/kg				mais de 2500
(D) Concentração letal média no ar (TLC), mg/m 3				mais de 50.000
(E) Razão de Possibilidade de Intoxicação por Inalação (POI)
(E) Zona de ação aguda (ZAZ)
(G) Zona crônica (ZZhA)	acima de 10,0

O perigo dos poluentes atmosféricos para a saúde humana depende não apenas do seu conteúdo no ar, mas também da classe de perigo. Para uma avaliação comparativa da atmosfera de cidades, regiões, levando em consideração a classe de perigo dos poluentes, é utilizado o índice de poluição do ar.

Índices únicos e complexos de poluição do ar podem ser calculados para diferentes intervalos de tempo - por um mês, um ano. Ao mesmo tempo, as concentrações médias mensais e médias anuais de poluentes são usadas nos cálculos.

Para os poluentes para os quais não foram estabelecidos MPCs ( concentração máxima permitida ), é definido níveis de exposição seguros estimados (LENÇÓIS). Via de regra, isso se explica pelo fato de não haver experiência adquirida em seu uso, suficiente para julgar as consequências a longo prazo de seu impacto na população. Se em processos tecnológicos substâncias são liberadas e entram no ambiente aéreo para os quais não existem MPCs ou SHELs aprovados, as empresas são obrigadas a solicitar aos órgãos territoriais do Ministério de Recursos Naturais para estabelecer padrões temporários. Além disso, para algumas substâncias que poluem o ar de tempos em tempos, foram estabelecidos apenas MPCs de uso único (por exemplo, para formalina).

Para alguns metais pesados, não apenas o teor médio diário no ar atmosférico (MPC ss) é normalizado, mas também a concentração máxima permitida durante medições únicas (MPC rz) no ar da área de trabalho (por exemplo, para chumbo - MPC ss = 0,0003 mg / m 3 e MPC pz \u003d 0,01 mg / m 3).

As concentrações permitidas de poeiras e pesticidas no ar atmosférico também são padronizadas. Assim, para o pó contendo dióxido de silício, o MPC depende do teor de SiO 2 livre nele; quando o teor de SiO 2 muda de 70% para 10%, o MPC muda de 1 mg/m 3 para 4,0 mg/m 3 .

Algumas substâncias têm um efeito nocivo unidirecional, chamado efeito de soma (por exemplo, acetona, acroleína, anidrido ftálico - grupo 1).

A poluição antropogênica da atmosfera pode ser caracterizada pela duração de sua presença na atmosfera, pela taxa de aumento de seu conteúdo, pela escala de influência, pela natureza da influência.

A duração da presença das mesmas substâncias é diferente na troposfera e na estratosfera. Então, CO 2 está presente na troposfera por 4 anos e na estratosfera - 2 anos, ozônio - 30-40 dias na troposfera e 2 anos na estratosfera e óxido nítrico - 150 anos (lá e lá) .

A taxa de acúmulo de poluição na atmosfera é diferente (provavelmente relacionada à capacidade de utilização da biosfera). Assim, o teor de CO 2 aumenta 0,4% ao ano e óxidos de nitrogênio - 0,2% ao ano.

Princípios básicos de regulação higiênica de poluentes atmosféricos.

A padronização higiênica da poluição atmosférica é baseada no seguinte critérios para a nocividade da poluição atmosférica :

1. Somente essa concentração de uma substância no ar atmosférico pode ser reconhecida como permissível, que não tenha um efeito prejudicial e desagradável direto ou indireto sobre uma pessoa, não reduz sua capacidade de trabalho, não afete seu bem-estar e humor.

2. A dependência de substâncias nocivas deve ser considerada como momento desfavorável e prova da inadmissibilidade da concentração estudada.

3. São inaceitáveis ​​tais concentrações de substâncias nocivas que afetem negativamente a vegetação, o clima da região, a transparência da atmosfera e as condições de vida da população.

A solução da questão do conteúdo permissível da poluição atmosférica baseia-se na ideia da presença de limites na ação da poluição.

Ao fundamentar cientificamente o MPC de substâncias nocivas no ar atmosférico, é usado o princípio de um indicador limitante (racionamento de acordo com o indicador mais sensível). Assim, se o cheiro for sentido em concentrações que não tenham efeito prejudicial ao corpo humano e ao meio ambiente, o racionamento é realizado levando em consideração o limiar do olfato. Se uma substância tiver um efeito prejudicial ao meio ambiente em concentrações mais baixas, no curso da regulamentação higiênica, o limite de ação dessa substância no meio ambiente é levado em consideração.

Para substâncias que poluem o ar atmosférico, dois padrões foram estabelecidos na Rússia: MPC único e diário médio.

O MPC máximo de uso único é definido para evitar reações reflexas em humanos (olfato, alterações na atividade bioelétrica do cérebro, sensibilidade à luz dos olhos, etc.) com exposição de curto prazo (até 20 minutos) à atmosfera poluição, e a média diária é definida para evitar suas influências reabsortivas (tóxicas gerais, mutagênicas, cancerígenas, etc.).

Assim, todos os componentes da biosfera experimentam uma colossal influência tecnogênica do homem. Atualmente, há todas as razões para falar da tecnosfera como uma "esfera da desrazão".

Perguntas para autocontrole

1. Classificação de grupos de elementos da biosfera V.I. Vernadsky.

2. Que fatores determinam a fertilidade do solo?

3. O que é a "hidrosfera"? Distribuição e papel da água na natureza.

4. De que formas as impurezas nocivas estão presentes nas águas residuais e como isso afeta a escolha dos métodos de tratamento de águas residuais?

5. Características distintivas das diferentes camadas da atmosfera.

6. O conceito de substância nociva. Classes de perigo de substâncias nocivas.

7. O que é MPC? Unidades de medida de MPC no ar e na água. Onde são controlados os MPCs de substâncias nocivas?

8. Como são divididas as fontes de emissão e emissões de substâncias nocivas para a atmosfera?

3.3 Circulação de substâncias na biosfera . Ciclo biosférico do carbono. Efeito estufa: o mecanismo de ocorrência e possíveis consequências.

Os processos de fotossíntese de substâncias orgânicas continuam por centenas de milhões de anos. Mas como a Terra é um corpo físico finito, quaisquer elementos químicos também são fisicamente finitos. Ao longo de milhões de anos, eles deveriam, ao que parece, estar esgotados. No entanto, isso não acontece. Além disso, o homem intensifica constantemente esse processo, aumentando a produtividade dos ecossistemas que criou.

Todas as substâncias em nosso planeta estão em processo de circulação bioquímica de substâncias. Existem 2 circuitos principais ampla ou geológicas e pequeno ou química.

grande circuito dura milhões de anos. Está no fato de que as rochas são destruídas, os produtos da destruição são levados pelos fluxos de água para os oceanos ou retornam parcialmente à terra junto com a precipitação. Os processos de subsidência dos continentes e o soerguimento do fundo do mar por muito tempo levam ao retorno dessas substâncias à terra. E o processo recomeça.

Circuito pequeno , sendo parte de um maior, ocorre no nível do ecossistema e reside no fato de que nutrientes do solo, água, carbono são acumulados na matéria vegetal e são gastos na construção do corpo e dos processos vitais. Os produtos de decomposição da microflora do solo se decompõem novamente em componentes minerais disponíveis para as plantas e são novamente envolvidos no fluxo de matéria.

A circulação de produtos químicos do ambiente inorgânico através de plantas e animais de volta para ambiente inorgânico usando a energia solar, as reações químicas são chamadas ciclo bioquímico .

O complexo mecanismo de evolução na Terra é determinado pelo elemento químico "carbono". Carbono - uma parte integrante das rochas e na forma de dióxido de carbono está contida em parte do ar atmosférico. As fontes de CO2 são vulcões, respiração, incêndios florestais, combustão de combustível, indústria, etc.

A atmosfera troca intensamente dióxido de carbono com os oceanos do mundo, onde é 60 vezes mais do que na atmosfera, porque. O CO 2 é altamente solúvel em água (quanto menor a temperatura, maior a solubilidade, ou seja, é mais em baixas latitudes). O oceano age como uma bomba gigante: absorve CO 2 em áreas frias e parcialmente o "explode" nos trópicos.

O excesso de monóxido de carbono no oceano combina-se com a água para formar ácido carbônico. Combinando com cálcio, potássio, sódio, forma compostos estáveis ​​na forma de carbonatos, que se depositam no fundo.

O fitoplâncton no oceano absorve dióxido de carbono durante a fotossíntese. Organismos mortos caem no fundo e tornam-se parte das rochas sedimentares. Isso mostra a interação de grande e pequena circulação de substâncias.

O carbono da molécula de CO 2 durante a fotossíntese é incluído na composição da glicose e depois na composição de compostos mais complexos a partir dos quais as plantas são construídas. Posteriormente, eles são transferidos ao longo das cadeias alimentares e formam os tecidos de todos os outros organismos vivos no ecossistema e são devolvidos ao meio ambiente como parte do CO 2 .

O carbono também está presente no petróleo e no carvão. Ao queimar combustível, uma pessoa também completa o ciclo de carbono contido no combustível - é assim que biotécnico ciclo do carbono.

A massa restante de carbono é encontrada em depósitos carbonáticos do fundo do oceano (1,3-10t), em rochas cristalinas (1-10t), em carvão e petróleo (3,4-10t). Este carbono participa do ciclo ecológico. A vida na Terra e o equilíbrio gasoso da atmosfera são mantidos por uma quantidade relativamente pequena de carbono (5-10 toneladas).

Existe uma opinião generalizada de que aquecimento global e suas consequências nos ameaçam devido à geração de calor industrial. Ou seja, toda a energia consumida no dia a dia, na indústria e nos transportes aquece a Terra e a atmosfera. No entanto, os cálculos mais simples mostram que o aquecimento da Terra pelo Sol é muitas ordens de grandeza maior do que os resultados da atividade humana.

cientistas causa provável O aquecimento global é considerado um aumento na concentração de dióxido de carbono na atmosfera da Terra. É ele quem causa o chamado « efeito estufa ».

O que é o efeito estufa ? Encontramos esse fenômeno com muita frequência. É sabido que na mesma temperatura diurna, a temperatura noturna é diferente, dependendo da nebulosidade. A nebulosidade cobre a terra como um cobertor, e uma noite nublada é 5-10 graus mais quente do que uma sem nuvens na mesma temperatura diurna. No entanto, se as nuvens, que são as menores gotículas de água, não permitem que o calor passe para fora e do Sol para a Terra, o dióxido de carbono funciona como um diodo - o calor do Sol chega à Terra, mas não volta.

A humanidade gasta Grande quantidade recursos naturais, queima cada vez mais combustíveis fósseis, resultando no aumento da porcentagem de dióxido de carbono na atmosfera, e não libera radiação infravermelha da superfície aquecida da Terra para o espaço, criando um “efeito estufa”. A consequência de um novo aumento na concentração de dióxido de carbono na atmosfera pode ser o aquecimento global e o aumento da temperatura da Terra, o que, por sua vez, levará a consequências como o derretimento das geleiras e o aumento do nível do oceano mundial por dezenas ou mesmo centenas de metros, muitas cidades costeiras do mundo.

Este é um cenário possível para o desenvolvimento de eventos e consequências do aquecimento global, cuja causa é o efeito estufa. No entanto, mesmo que todas as geleiras da Antártida e da Groenlândia derretam, o nível do oceano mundial subirá no máximo 60 metros. Mas este é um caso extremo, hipotético, que só pode ocorrer com o súbito derretimento das geleiras da Antártida. E para isso, deve-se estabelecer uma temperatura positiva na Antártida, que só pode ser consequência de uma catástrofe em escala planetária (por exemplo, uma mudança na inclinação do eixo da Terra).

Entre os defensores da "catástrofe da estufa" não há unanimidade sobre sua provável escala, e os mais autorizados não prometem nada de terrível. O aquecimento marginal, no caso de dobrar a concentração de dióxido de carbono, pode ser no máximo de 4°C. Além disso, é provável que com o aquecimento global e o aumento das temperaturas, o nível do oceano não mude, ou mesmo, pelo contrário, diminua. Afinal, com o aumento da temperatura, a precipitação também se intensificará, e o derretimento das margens das geleiras pode ser compensado pelo aumento da queda de neve em suas partes centrais.

Assim, o problema do efeito estufa e do aquecimento global que ele provoca, bem como suas possíveis consequências, embora exista objetivamente, a escala desses fenômenos é claramente exagerada hoje. Em qualquer caso, eles exigem pesquisa muito completa e observação de longo prazo.

Um congresso internacional de climatologistas, realizado em outubro de 1985, foi dedicado à análise das possíveis consequências climáticas do efeito estufa. em Villach (Áustria). Os congressistas chegaram à conclusão de que mesmo um leve aquecimento do clima levará a um aumento notável na evaporação da superfície do Oceano Mundial, resultando em um aumento na quantidade de precipitação de verão e inverno sobre os continentes. Este aumento não será uniforme. Calcula-se que uma faixa se estenda pelo sul da Europa, da Espanha à Ucrânia, dentro da qual a quantidade de precipitação permanecerá a mesma de agora, ou até diminuirá ligeiramente. Ao norte de 50 ° (esta é a latitude de Kharkov), tanto na Europa quanto na América, aumentará gradualmente com as flutuações, que temos observado na última década. Consequentemente, o fluxo do Volga aumentará e o Mar Cáspio não será ameaçado por uma diminuição do nível. Este foi o principal argumento científico, que finalmente permitiu abandonar o projeto de transferir parte do fluxo dos rios do norte para o Volga.

Os dados mais precisos e convincentes sobre as possíveis consequências do efeito estufa são fornecidos por reconstruções paleogeográficas compiladas por especialistas que estudam a história geológica da Terra nos últimos milhões de anos. Afinal, durante este tempo “recente” da história geológica, o clima da Terra foi submetido a mudanças globais muito acentuadas. Em épocas mais frias do que hoje, o gelo continental, como aqueles que agora seguram a Antártida e a Groenlândia, cobriu todo o Canadá e todo o norte da Europa, incluindo os lugares onde hoje se encontram Moscou e Kiev. Rebanhos de renas e mamutes peludos vagavam pela tundra da Crimeia e Norte do Cáucaso, lá agora encontram os restos de seus esqueletos. E durante as épocas interglaciais, o clima da Terra era muito mais quente que o atual: gelo continental na América do Norte e na Europa eles derreteram, na Sibéria o permafrost derreteu muitos metros, o gelo marinho desapareceu de nossas costas do norte, a vegetação florestal, a julgar pelos espectros de pólen e esporos fósseis, se espalhou para o território da tundra moderna. Poderosos rios fluíam pelas planícies da Ásia Central, enchendo a bacia do Mar de Aral com água até uma marca de mais de 72 metros, muitos deles transportando água para o Mar Cáspio. O deserto de Karakum, no Turcomenistão, são os depósitos de areia dispersos desses antigos canais.

Em geral, a situação físico-geográfica durante as quentes épocas interglaciais em todo o território da ex-URSS era mais favorável do que agora. Foi o mesmo nos países escandinavos e nos países da Europa Central.

Infelizmente, até agora, os geólogos que estudam a história geológica dos últimos milhões de anos da evolução do nosso planeta não se envolveram na discussão do problema do efeito estufa. E os geólogos poderiam fazer adições valiosas às ideias existentes. Em particular, é óbvio que, para uma avaliação correta das possíveis consequências do efeito estufa, dados paleográficos sobre épocas passadas de aquecimento climático global significativo devem ser mais amplamente utilizados. A análise de tais dados, hoje conhecidos, permite-nos pensar que o efeito estufa, ao contrário do que se pensa, não traz nenhum desastre para os povos do nosso planeta. Pelo contrário, em muitos países, incluindo a Rússia, criará condições climáticas mais favoráveis ​​do que agora.

Perguntas para autocontrole

1. A essência das principais circulações bioquímicas das substâncias.

2. Qual é o ciclo bioquímico do carbono?

3. O que significa o termo "efeito estufa" e a que está associado? Sua breve avaliação do problema.

4. Você acha que há uma ameaça de aquecimento global? Justifique sua resposta