Tab. 1. Scoici ale Pământului

Nume	ATMOSFERA	HIDROSFERĂ	BIOSFERĂ
Descriere	O carcasă de aer, ale cărei limite inferioare se desfășoară de-a lungul suprafeței hidrosferei și litosferei, iar cea superioară este situată la o distanță de aproximativ 1 mie de km. Este format din ionosferă, stratosferă și troposferă.	Ocupă 71% din suprafața Pământului. Salinitate medie- 35 g/l, temperatura variază de la 3-32 °C. Razele soarelui pătrund la o adâncime de 200 m, iar ultravioletele - până la 800 m.	Include toate organismele vii care locuiesc în atmosferă, hidrosferă și litosferă.
Nume	LITOSFERĂ	PIROSFERĂ	CENTROSFERĂ
Descriere	Solid, coajă de piatră, 5-80 km înălțime.	Învelișul de foc, care este situat direct sub litosferă.	Denumit și miezul Pământului. Este situat la o adâncime de 1800 km. Se compune din metale: fier (Fe), nichel (Ni).

Definiție.litosfera - Aceasta este învelișul solid al Pământului, format din scoarța terestră și stratul superior - mantaua. Grosimea sa este diferită, de exemplu, pe continente - de la 40-80 km, iar sub mări și oceane - 5-10 km. Compoziția scoarței terestre include opt elemente (Tabelul 2, Fig. 2-9).

Tab. 2. Compoziția scoarței terestre

Nume	Imagine	Nume	Imagine
Oxigen (O2)	Orez. 2. Oxigen ()	Fier (Fe)
Siliciu (Si)		magneziu (Mg)
Hidrogen (H2)		Calciu (Ca)
Aluminiu (Al)	Orez. 5. Aluminiu ()	Sodiu (Na)

Litosfera Pământului nu este uniformă. Mulți oameni de știință cred că este împărțit de faliile de adâncime în bucăți separate - plăci. Aceste plăci sunt în continuă mișcare. Datorită stratului înmuiat al mantalei, această mișcare nu este vizibilă pentru o persoană, deoarece are loc foarte lent. Dar când plăcile se ciocnesc, au loc cutremure, se pot forma vulcani, lanțuri muntoase. În general, suprafața totală a Pământului este de 148 milioane km2, din care 133 milioane km2 sunt locuibile.

Definiție.Pamantul- acesta este stratul fertil superior al pământului, care este habitatul multor organisme vii. Solul este legătură de legăturăîntre hidro-, lito- și atmosferă. Litosfera este necesară pentru plante, ciuperci, animale și oameni, de aceea este atât de important să o protejezi și să o protejezi. Să luăm în considerare principalele surse de poluare ale litosferei (Tabelul 3, Fig. 10-14).

Tab. 3. Surse de poluare ale litosferei

	Descriere	Imagine
	Clădiri de locuințe și utilități, din care există o cantitate mare de resturi de construcții, deșeuri alimentare.	Orez. 10. Gunoi, deșeuri ()
	Impactul negativ este, de asemenea întreprinderile industriale, deoarece deșeurile lor lichide, solide și gazoase intră în litosferă.	Orez. 11. Deșeuri de la întreprinderile industriale ()
	Impact Agricultură, exprimat în poluare cu deșeuri biologice și pesticide.	Orez. 12. Deșeuri agricole ()
	deseuri radioactive, ca urmare a dezastrului de la Cernobîl, produsele eliberării și timpul de înjumătățire a substanțelor radioactive afectează negativ orice organism viu.	Orez. 13. Deșeuri radioactive ()
	Aburi de trafic emanate din transport, care se aseaza in sol si intra in ciclul substantelor.	Orez. 14. Evacuare ()

Gazele de eșapament conțin o mulțime de metale grele. Deci, oamenii de știință au calculat că cea mai mare cantitate de metale grele cade pe acele soluri care se află în imediata apropiere a autostrăzilor, în care concentrația de metale grele poate fi de 30 de ori mai mare decât norma. Exemple de metale grele: plumb (Pb), cupru (Cu), cadmiu (Cd).

Toată lumea ar trebui să înțeleagă cât de important este să păstrăm habitatul organismelor vii cât mai curat posibil. În acest scop, mulți oameni de știință dezvoltă metode de combatere a poluanților (Tabelul 4).

Tab. 4. Metode de control al poluării

	Caracteristica metodei
	Organizarea depozitelor de gunoi autorizate, care ocupă suprafețe vaste, iar deșeurile pe care le conțin necesită o prelucrare pe termen lung cu participarea microorganismelor și a oxigenului. În consecință, substanțe toxice dăunătoare sunt eliberate în atmosfera Pământului. De asemenea, duce la reproducerea rozătoarelor și insectelor purtătoare de boli.
	Mai mult mod eficient este o organizarea instalaţiilor de incinerare a deşeurilor, deși arderea deșeurilor eliberează și toxine în atmosfera Pământului. Au încercat să le purifice cu apă, dar apoi aceste substanțe intră în hidrosferă.
	Cea mai bună metodă este organizarea instalaţiilor de procesare a deşeurilor, în timp ce o parte din deșeuri este procesată în compost, care poate fi folosit în agricultură. O parte din substanțele necompostabile pot fi reutilizate. Exemple: materiale plastice, sticlă.

Astfel, eliminarea deșeurilor este o problemă pentru întreaga omenire: atât statele individuale, cât și fiecare persoană.

Definiție.Hidrosferă- învelișul de apă al Pământului (Schema 1).

Schema 1. Compoziția hidrosferei

95,98% - mări și oceane;

2% - ghețari;

2% - ape subterane;

0,02% - ape terestre: râuri, lacuri, mlaștini.

Hidrosfera joacă un rol vital în viața planetei. Acumulează căldură și o distribuie pe toate continentele. De asemenea, de la suprafața oceanelor se formează vapori de apă gazoși, care ulterior cad împreună cu precipitațiile pe uscat. Astfel, hidrosfera interacționează atât cu atmosfera, formând nori, cât și cu litosfera, căzând la pământ odată cu precipitațiile.

Apă - substanță unică, fără de care niciun organism nu poate face, deoarece este implicat în toate procesele metabolice. Apa de pe pământ poate fi în diferite stări de agregare.

Cândva, în apă au apărut primele organisme vii. Și chiar și astăzi, toate organismele vii sunt în strânsă relație cu apa.

Întreprinderile de producție și industriale încearcă să se concentreze în imediata apropiere a corpurilor de apă: râuri sau lacuri mari. În lumea modernă, apa este principalul factor care determină producția și, adesea, participă la ea.

Importanța hidrosferei poate fi cu greu supraestimată, mai ales acum, când ritmul de creștere a alimentării cu apă și a consumului de apă crește în fiecare zi. Multe state nu au apă potabilă în cantitatea necesară, așa că sarcina noastră este să păstrăm apa curată.

Să luăm în considerare principalele surse de poluare ale hidrosferei (Tabelul 5).

Tab. 5. Surse de poluare ale hidrosferei

Tab. 6. Măsuri de conservare a apei curate

Astăzi, factorul uman este principala verigă de influență asupra naturii, asupra tuturor organismelor vii fără excepție. Dar nu trebuie să uităm că biosfera se poate descurca fără noi, dar noi nu putem trăi fără ea. Trebuie să învățăm să trăim în armonie cu natura și pentru aceasta trebuie să cultivăm gândirea ecologică.

Următoarea lecție va fi dedicată măsurilor care sunt luate pentru a salva viața pe Pământ.

Bibliografie

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N., Istoria naturală: manual. pentru 3, 5 celule. medie şcoală - Ed. a 8-a. - M.: Iluminismul, 1992. - 240 p.: ill.
2. Pakulova V.M., Ivanova N.V. Natura: neînsuflețită și vie 5. - M .: Dropia.
3. Eskov K.Yu. si altele / ed. Vakhrusheva A.A. Istorie naturală 5. - M.: Balass.

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

Teme pentru acasă

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N., Istorie naturală: Proc. pentru 3, 5 celule. medie şcoală - Ed. a 8-a. - M.: Iluminismul, 1992. - p. 233, întrebări de atribuire. 13.
2. Spuneți-ne ce știți despre metodele de tratare a poluanților din litosferă.
3. Povestește-ne despre metodele de conservare a unei hidrosfere curate.
4. * Pregătiți un rezumat

Mantaua Pământului- învelișul Pământului „solid”, situat între scoarța terestră și miezul Pământului. Ocupă 83% din Pământ (fără atmosferă) din volum și 67% din masă.

Este separat de scoarța terestră de suprafața Mohorovic, pe care viteza longitudinală unde seismice la trecerea de la scoarță la mantaua pământului, crește brusc de la 6,7-7,6 la 7,9-8,2 km/sec; Mantaua este separată de miezul Pământului de suprafață (la o adâncime de aproximativ 2900 km), la care viteza undelor seismice scade de la 13,6 la 8,1 km/sec. Mantaua Pământului este împărțită în mantaua inferioară și superioară. Acesta din urmă, la rândul său, este împărțit (de sus în jos) în substrat, stratul Gutenberg (un strat cu viteze scăzute ale undelor seismice) și stratul Golitsyn (numit uneori mantaua mijlocie). La baza mantalei terestre se distinge un strat mai mic de 100 km grosime, in care vitezele undelor seismice nu cresc cu adancimea si nici macar scad usor.

Se presupune că mantaua Pământului este compusă din acele elemente chimice care, în timpul formării Pământului, au fost în stare solidă sau au făcut parte din compuși chimici solizi. Dintre aceste elemente predomină O, Si, Mg, Fe. Conform conceptelor moderne, compoziția mantalei Pământului este considerată a fi apropiată de cea a meteoriților pietroși. Dintre meteoriții pietroși, condritele au cea mai apropiată compoziție de mantaua Pământului. Se presupune că probele directe ale substanței mantalei sunt fragmente de rocă din lava bazaltică, aduse la suprafața Pământului; se mai găsesc împreună cu diamante în conductele de explozie. De asemenea, se crede că fragmentele de rocă ridicate de dragă de pe fundul fisurilor din crestele Mid-Ocean sunt substanța mantalei.

trăsătură caracteristică mantaua Pământului sunt, aparent, tranziții de fază. S-a stabilit experimental că în olivină sub presiune ridicată structura rețelei cristaline se modifică, apare o împachetare mai densă de atomi, astfel încât volumul mineralului scade vizibil. În cuarț, o astfel de tranziție de fază se observă de două ori pe măsură ce presiunea crește; cea mai densă modificare este cu 65 °C mai densă decât cuarțul obișnuit. Astfel de tranziții de fază sunt considerate a fi principalul motiv pentru care vitezele undelor seismice în stratul Golitsyn cresc foarte rapid cu adâncimea.

Mantaua superioara una dintre învelișurile globului care se află direct sub scoarța terestră. Este separat de ultimul Mohorovichi printr-o suprafață situată sub continente la o adâncime de 20 până la 80 km (35 km în medie) și sub oceane la o adâncime de 11-15 km de suprafața apei. Viteza undelor seismice (folosită ca metodă indirectă de studiu structura interna Pământ) crește în trecerea de la scoarța terestră la mantaua superioară treptat de la aproximativ 7 la 8 km/s. ). Zona aflată la adâncimi de 400-900 km se numește stratul Golitsyn. Mantaua superioară este probabil compusă din peridotite granat cu un amestec în partea superioară a eclogitei.

Ecghitul este o rocă metamorfică formată din piroxeni cu un conținut ridicat de cuarț și rutil (un mineral care conține un amestec de fier, staniu, niobiu și tantal TiO 2 - 60% titan și 40% oxigen).

O caracteristică structurală importantă a mantalei superioare - prezența unei zone cu viteze scăzute ale undelor seismice. Există diferențe în structura mantalei superioare în diferite zone tectonice, de exemplu, sub geosinclinale și platforme. În mantaua superioară se dezvoltă procese care sunt sursa fenomenelor tectonice, magmatice și metamorfice în scoarța terestră. În multe ipoteze tectonice, mantalei superioare i se acordă un rol important; de exemplu, se presupune că scoarța terestră s-a format prin topirea substanței mantalei superioare. , că mișcările tectonice sunt asociate cu mișcări în mantaua superioară; De obicei se crede că mantaua Pământului este compusă aproape în totalitate din olivină [(Mg, Fe) 2 SiO 4 ], în care predomină puternic componenta de magneziu (forsterit), dar cu adâncime, poate, proporția componentului de fier (fayalita). ) crește. Petrograful australian Ringwood sugerează că mantaua Pământului este compusă dintr-o rocă ipotetică, pe care a numit-o pirolit și care în compoziție corespunde unui amestec de 3 părți periodit și 1 parte bazalt. Calculele teoretice arată că mineralele din mantaua inferioară a Pământului ar trebui să se descompună în oxizi. Până la începutul anilor 70 ai secolului XX, au apărut și date care indică prezența neomogenităților orizontale în mantaua Pământului.

Nu există nicio îndoială că scoarța terestră s-a separat de mantaua Pământului; Procesul de diferențiere a mantalei Pământului continuă și astăzi. Există o presupunere că nucleul Pământului crește din cauza mantalei Pământului. Procesele din scoarța terestră și din mantaua Pământului sunt strâns legate; în special, energia pentru mișcările tectonice ale scoarței terestre pare să provină din mantaua pământului.

Mantaua inferioară a Pământului- o parte integrantă a mantalei Pământului, extinzându-se de la adâncimi de 660 (limită cu mantaua superioară) până la 2900 km. Presiunea calculată în mantaua inferioară este de 24-136 GPa și materialul mantalei inferioare nu este disponibil pentru studiu direct.

În mantaua inferioară există un strat (stratul D) în care viteza undelor seismice este anormal de scăzută și prezintă neomogenități orizontale și verticale. Se presupune că se formează prin pătrunderea în sus a Fe și Ni în silicați, care sunt topiți prin aceste curgeri. Acest lucru este extrem de important, deoarece unii cercetători cred că părți ale plăcii de subducție se acumulează la 660 km de graniță și devin exponențial mai grele și se scufundă în miez și se acumulează în stratul D.

Scoarta terestra- cea mai exterioară dintre învelișurile solide ale Pământului. Limita inferioară a scoarței terestre este considerată a fi interfața, în timpul căreia trecerea de sus în jos, undele seismice longitudinale cresc brusc viteza de la 6,7-7,6 km/s la 7,9-8,2 km/s (vezi suprafața Mohorovicic) . Acesta este un semn al unei schimbări de la un material mai puțin elastic la unul mai elastic și mai dens. Stratul mantalei superioare care stă la baza scoarței terestre este adesea denumit substrat. Împreună cu scoarța terestră, formează litosfera. Scoarța terestră este diferită pe continente și sub ocean. Crusta continentală are de obicei o grosime de 35-45 km, pe zone ţările muntoase- până la 70 km. Partea superioară a scoarței continentale este formată dintr-un strat sedimentar discontinuu, format din roci sedimentare și vulcanice nealterate sau ușor alterate de diferite vârste. Straturile sunt adesea mototolite în pliuri, rupte și deplasate de-a lungul golului. În unele locuri (pe scuturi) învelișul sedimentar este absent. Restul grosimii crustei continentale este împărțită în funcție de vitezele undelor seismice în 2 părți cu denumiri condiționate: pentru partea superioară - stratul „granit” (viteza undelor longitudinale este de până la 6,4 km / s), pentru partea inferioară - stratul „bazalt” (6,4 -7,6 km/s). Aparent, stratul „granit” este compus din granite și gneisuri, iar stratul „bazalt” este compus din bazalt, Gabbro și roci sedimentare foarte puternic metamorfozate în diverse proporții. Aceste 2 straturi sunt adesea separate de o suprafață Konrad, la tranziția căreia vitezele undelor seismice cresc brusc. Aparent, conținutul de silice scade odată cu adâncimea în scoarța terestră și crește conținutul de oxizi de fier și magneziu; aceasta are loc într-o măsură și mai mare în timpul trecerii de la scoarța terestră la substrat.

Scoarta oceanică are o grosime de 5-10 km (împreună cu coloana de apă - 9-12 km). Este împărțit în trei straturi: sub un strat subțire (mai puțin de 1 km) de sedimente marine se află stratul „al doilea” cu viteze ale undelor seismice longitudinale de 4-6 km/sec; grosimea sa este de 1-2,5 km. Este compus probabil din serpentinita si bazalt, eventual cu straturi intermediare de sedimente. Stratul inferior, „oceanic”, cu o grosime medie de aproximativ 5 km, are o viteză a undelor seismice de 6,4-7,0 km/sec; este compus probabil din gabro. Grosimea stratului de sedimente de pe fundul oceanului este variabilă, pe alocuri nu există deloc. În zona de tranziție de la continent la ocean se observă un tip intermediar de crustă.

Scoarța terestră este supusă mișcări constanteși schimbare. In ea dezvoltare ireversibilă zone mobile - geosinclinale - se transformă prin transformări pe termen lung în zone relativ calme - platforme. Există o serie de ipoteze tectonice care explică procesul de dezvoltare a geosinclinalelor și platformelor, continentelor și oceanelor, precum și motivele dezvoltării scoarței terestre în ansamblu. Nu există nicio îndoială că principalele cauze ale dezvoltării scoarței terestre se află în interiorul mai adânc al pământului; prin urmare, studiul interacțiunii dintre scoarța terestră și mantaua superioară prezintă un interes deosebit.

Scoarța terestră este aproape de o stare de izostazie (echilibru): cu cât este mai grea, adică cu cât orice parte a scoarței terestre este mai groasă sau mai densă, cu atât este mai adânc scufundată în substrat. Forțele tectonice rup izostazia, dar când slăbesc, scoarța terestră revine la echilibru.

Figura 25 - Scoarța terestră

Miezul Pământului - geosfera centrală cu o rază de aproximativ 3470 km. Existența nucleului Pământului a fost stabilită în 1897 de seismologul german E. Wiechert, iar adâncimea (2.900 km) a fost determinată în 1910 de geofizicianul american B. Gutenberg. Nu există un consens cu privire la compoziția nucleului Pământului și la originea acestuia. Poate constă din fier (cu un amestec de nichel, sulf, siliciu sau alte elemente) sau oxizii săi, care, sub acțiunea presiune ridicata dobândi proprietăți metalice. Există opinii că nucleul a fost format prin diferențierea gravitațională a Pământului primar în timpul creșterii sale sau mai târziu (exprimat pentru prima dată de geofizicianul norvegian V.M. Orovan și de savantul sovietic A.P. Vinogradov, anii 60-70).

suprafata Mohorovic - interfața dintre scoarța terestră și mantaua Pământului.Suprafața Mohorovichi a fost stabilită din date seismice: viteza undelor seismice longitudinale în timpul tranziției (de sus în jos) prin suprafața Mohorovichi crește brusc de la 6,7-7,6 la 7,9-8,2 km. / s și transversal - de la 3,6-4,2 la 4,4-4,7 km / s. Diverse date geofizice, geologice și de altă natură indică faptul că densitatea materiei crește, de asemenea, brusc, probabil de la 2,9-3 la 3,1-3,5 t/m 3 . Cel mai probabil, suprafața Mohorovic separă straturi de compoziție chimică diferită. Suprafața Mohorovichić este numită după A. Mohorovichić, care a descoperit-o.

Dintre primele trei geosfere, rolul principal aparține, fără îndoială, scoarței terestre, deoarece masa totală a acesteia este de multe ori mai mare decât masa totală a celorlalte două scoici. Prin urmare, datele privind conținutul relativ al unuia sau altui element chimic din scoarța terestră pot fi considerate în mare măsură ca reflectând conținutul său în biosferă în ansamblu.

Învelișul dur exterior al Pământului - scoarța terestră este compusă în proporție de peste 99% din doar 9 elemente principale: 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%). În total - 99,48%. Dintre acestea, oxigenul este absolut predominant. Puteți vedea clar cât a mai rămas pentru toate celelalte elemente. Aceasta este în greutate, adică în procente în greutate.

Există o altă variantă de evaluare - după volum (procent de volum). Se calculează ținând cont de dimensiunile atomice și razele ioniceîn compuşi minerali specifici formaţi din aceste elemente. Conținutul din scoarța terestră a elementelor cele mai comune în procente de volum sunt (conform lui 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%.

Sunt evidente diferențe destul de semnificative în distribuția atomilor elementelor chimice în greutate și volum: o scădere bruscă a conținutului relativ de Al și în special de Si (datorită dimensiunii mici a atomilor lor, iar pentru siliciu, într-o măsură și mai mare de ionii din compușii săi de oxigen) este și mai clar subliniat rolul principal al oxigenului în litosferă.

În același timp, au fost relevate „anomalii” în conținutul unor elemente din litosferă:

„scăderea” în abundența celor mai ușoare elemente (Li, Be, B) se explică prin particularitățile procesului de nucleosinteză (formarea predominantă a carbonului ca urmare a combinării a trei nuclee de heliu simultan); conținut relativ ridicat de elemente care sunt produse ale dezintegrarii radioactive (Pb, Bi și, de asemenea, Ar printre gazele inerte).

În condițiile Pământului, abundența a încă două elemente, H și He, este anormal de scăzută. Acest lucru se datorează „volatilității” lor. Ambele elemente sunt gaze și, în plus, cele mai ușoare. Prin urmare, hidrogenul atomic și heliul tind să se deplaseze în straturile superioare ale atmosferei și de acolo, nefiind reținute de gravitația Pământului, se dispersează în spațiul cosmic. Hidrogenul nu a fost încă pierdut complet, deoarece cea mai mare parte a acestuia face parte din compuși chimici - apă, hidroxizi, hidrocarbonați, hidrosilicați, compusi organiciȘi heliul, care este un gaz inert, se formează în mod constant ca produs al dezintegrarii radioactive a atomilor grei.

Astfel, scoarța terestră este în esență un pachet de anioni de oxigen legați unul de celălalt prin ioni de siliciu și metal, adică. constă aproape exclusiv din compuși ai oxigenului, în principal din silicați de aluminiu, calciu, magneziu, sodiu, potasiu și fier. În același timp, după cum știți deja, chiar și elementele reprezintă 86,5% din litosferă.

Cele mai comune elemente sunt numite macronutrienți.

Elementele, al căror conținut este de sutimi de procent sau mai puțin, sunt numite microelemente. Acest concept este relativ, deoarece un anumit element poate fi un microelement într-un mediu, iar în altul poate fi clasificat ca fiind de bază, adică macroelemente (De exemplu, Al în organisme este un oligoelement, iar în litosferă este un macroelement, fierul din sol este un macroelement, iar în organismele vii este un oligoelement).

Pentru a desemna cantitatea de conținut al unui anumit element într-un anumit mediu, este folosit conceptul de „clark”. Acest termen este asociat cu numele F.U. Clark, geochimist american, care a întreprins pentru prima dată, pe baza unui material analitic extins, calculul conținutului mediu de elemente chimice în diferite tipuri de roci și în litosferă în ansamblu. În amintirea contribuției sale, A.E. Fersman în 1924 a sugerat să denumească conținutul mediu al oricărui element particular dintr-un anumit mediu material drept clarke al acestui element chimic. Unitatea clarke este g/t (deoarece este incomod să folosiți valori procentuale la clarks scăzute ale multor elemente).

Cel mai sarcina dificila este definiția clarks pentru litosfera în ansamblu, deoarece structura sa este foarte.

În interiorul rocilor, împărțirea silicaților se realizează în acizi și bazici.

Concentrațiile de Li, Be, Rb, TR, Ba, Tl, Th, U și Ta sunt relativ crescute în cele acide.

Principalele sunt Cr, Sc, Ni, V, Co, Pt.

Dam ordinul lui Clark diverse elemente conform lui V.F. Barabanov:

Mai mult de 10.000 g/t - O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

1000-10 000 - Mn, Ti.

100-1000 - C, F, P, S, CI, 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.

Conform acestei gradații, elementele cu clark peste 1000 g/t vor fi denumite macroelemente. Cele cu clarks inferioare sunt oligoelemente.

Contabilitatea clarkes este cu siguranță necesară pentru o înțelegere corectă a regularităților proceselor de migrare a elementelor chimice. Distribuția diferită a elementelor în natură are o consecință inevitabilă pentru multe dintre ele, prezența unor diferențe semnificative în comportamentul lor în condiții de laborator și în natură. Pe măsură ce clarke scade, concentrația activă a elementului scade și devine imposibil ca o fază solidă independentă să precipite din soluții apoase și din alte metode de formare a speciilor minerale independente. Prin urmare, capacitatea de formare independentă a mineralelor depinde nu numai de proprietățile chimice ale elementului, ci și de clarke-ul acestuia.

Exemple: S și ​​Se sunt analogi completi din punct de vedere chimic, iar comportamentul lor în procesele naturale este diferit. S este elementul principal al multor procese naturale. Hidrogenul sulfurat joacă mare rolîn procesele chimice care au loc în sedimentele de fund și în adâncurile scoarței terestre, în formarea depunerilor unui număr de metale. Sulful formează minerale independente (sulfuri, sulfați). Selenura de hidrogen nu joacă un rol semnificativ în procesele naturale. Seleniul se află într-o stare dispersată ca impuritate în mineralele formate de alte elemente. Diferențele dintre K și Cs, Si și Ge sunt similare.

Una dintre cele mai importante diferențe dintre geochimie și chimie este că geochimia ia în considerare doar acele interacțiuni chimice care se realizează în condiții naturale specifice. În plus, contabilizarea clarks (conform macar comenzile lor) în acest sens este o cerinţă primordială pentru orice construcţii geochimice.

Există, și chiar destul de comune, faze minerale independente ale unui număr de elemente cu clarks scăzute. Motivul este că există mecanisme în natură care fac posibilă asigurarea formării unor concentrații ridicate ale anumitor elemente, în urma cărora conținutul lor în unele zone le poate depăși de multe ori pe cele clarke. Prin urmare, pe lângă clarke-ul elementului, este necesar să se țină cont de valoarea concentrației sale în comparație cu conținutul de clarke.

Concentrația clarke este raportul dintre conținutul unui element chimic dintr-un anumit agregat de material natural dat (rocă, etc.) și clarke-ul acestuia.

Exemple de coeficienți de concentrație ai unor elemente chimice în zăcămintele lor de minereu: Al - 3,7; Mn - 350; Cu - 140; Sn - 250; Zn - 500; Au-2000.

Pe această bază, elementele cu clarks scăzute sunt împărțite în două calitativ deja cunoscute de tine diverse grupuri. Se numesc cei a căror distribuție nu este caracterizată de valori mari ale QC risipite(Rb, Ga, Re, Cd etc.). Capabil să formeze concentrații ridicate cu valori CC ridicate - rar(Sn, Be etc.).

Diferențele dintre valorile QC atinse se datorează rol diferit anumite elemente din istoria activității materiale și tehnice a omenirii (din cele mai vechi timpuri, metale cunoscute cu clarkuri scăzute Au, Cu, Sn, Pb, Hg, Ag... - și mai frecvente Al, Zr...).

Un rol important în procesele de concentrare și dispersie a elementelor în scoarța terestră îl joacă izomorfismul - proprietatea elementelor de a se înlocui între ele în structura mineralului. Izomorfismul este capacitatea elementelor chimice cu proprietăți similare de a se înlocui între ele în cantități diferite în rețelele cristaline. Desigur, este caracteristic nu numai microelementelor. Dar tocmai pentru ei, în special pentru elementele împrăștiate, capătă o semnificație principală ca principal factor în regularitatea distribuției lor. Se face o distincție între izomorfismul perfect - când elementele interschimbabile se pot înlocui între ele în orice raport (limitat doar de rapoartele conținutului acestor elemente din sistem) și imperfect - când înlocuirea este posibilă doar până la anumite limite. Desigur, cu cât proprietățile chimice sunt mai apropiate, cu atât izomorfismul este mai perfect.

Se face o distincție între izomorfismul izovalent și heterovalent.

Generalitatea tipului legătură chimică- ceea ce chimiștii numesc grad de ionicitate - covalență. Exemplu: clorurile și sulfurile nu sunt izomorfe, dar sulfații cu manganați sunt izomorfi.

Mecanismul izomorfismului izovalent. Uniformitatea formulei chimice a compușilor formați și a rețelei cristaline formate. Adică, dacă rubidiul este potențial capabil să formeze compuși cu aceleași elemente ca și potasiul, iar structura cristalină a unor astfel de compuși este de același tip, atunci atomii de rubidiu pot înlocui atomii de potasiu în compușii săi.

Împărțirea elementelor chimice în macro și microelemente, iar acestea din urmă în rare și împrăștiate, este de mare importanță, deoarece în natură nu toate elementele chimice formează compuși independenți. Aceasta este caracteristică în principal elementelor cu clarks ridicate sau cu clarks scăzute, dar capabile să formeze local concentrații mari (adică rare).

A fi în natură în stare difuză și peste tot (doar în diferite concentrații) este o proprietate a tuturor elementelor chimice. Acest fapt a fost afirmat pentru prima dată de V.I. Vernadsky și a primit numele legii împrăștierii elementelor chimice de către Vernadsky. Dar o parte din elemente este capabilă să fie prezentă în natură pe lângă forma împrăștiată de a fi într-o altă formă - sub formă de compuși chimici. Și elementele cu concentrații scăzute sunt prezente doar într-o formă difuză.

Mecanismul izomorfismului heterovalent ceva mai complicat. Pentru prima dată, prezența acestui tip de izomorfism a atras atenția sfârşitul XIX-leaîn. G. Chermak. El a dovedit că este foarte complex formule chimice, obținuți pentru majoritatea compușilor minerali din clasa silicaților, sunt așa tocmai din cauza izomorfismului heterovalent, când grupuri întregi de atomi se înlocuiesc reciproc. Acest tip de izomorfism este foarte caracteristic compușilor silicați.

Alte opțiuni pentru găsirea atomilor împrăștiați ai elementelor în scoarța terestră sunt localizarea lor în defecte rețea cristalină, în cavitățile sale, precum și în stare adsorbită pe suprafața altor particule, inclusiv a celor coloidale.

Planeta Pământ este formată din litosferă (corp solid), atmosferă (înveliș de aer), hidrosferă (înveliș de apă) și biosferă (sfera de distribuție a organismelor vii). Între aceste sfere ale Pământului există Relație strânsă datorită circulaţiei materiei şi energiei.

Litosferă. Pământul este o minge, sau sferoidă, oarecum aplatizată la poli, cu o circumferință în jurul ecuatorului de aproximativ 40.000 km.

În structura globului se disting următoarele cochilii, sau geosfere: litosfera propriu-zisă (coaja exterioară de piatră) cu o grosime de aproximativ 50 ... 120 km, mantaua extinzându-se până la o adâncime de 2900 km și miezul - de la 2900 la 3680 km.

Conform celor mai comune elemente chimice care alcătuiesc învelișul Pământului, acesta este împărțit în partea superioară - sialitică, care se extinde până la o adâncime de 60 km și are o densitate de 2,8 ... având o densitate de 3,0...3,5 g. /cm3. Denumirile de cochilii „sialitic” (sial) și „simatic” (sima) provin de la denumirile elementelor Si (siliciu), Al (aluminiu) și Mg (magneziu).

La o adâncime de 1200 până la 2900 km există o sferă intermediară având o densitate de 4,0...6,0 g/cm 3 . Acest înveliș se numește „minereu”, deoarece conține o cantitate mare de fier și alte metale grele.

La o adâncime mai mare de 2900 km se află miezul globului, cu o rază de aproximativ 3500 km. Miezul este format în principal din nichel și fier și are o densitate mare (10...12 g/cm3).

Conform proprietăților fizice ale scoarței terestre este eterogenă, este împărțită în tipuri continentale și oceanice. Grosimea medie a scoarței continentale este de 35...45 km, grosimea maximă este de până la 75 km (sub lanțuri muntoase). În partea superioară se află roci sedimentare de până la 15 km. Aceste roci s-au format pe perioade geologice lungi ca urmare a schimbării mărilor pe uscat, a schimbărilor climatice. Sub rocile sedimentare se afla un strat de granit cu o grosime medie de 20...40 km. Grosimea acestui strat este cea mai mare în zonele de munți tineri, scade spre periferia continentului și nu există un strat de granit sub oceane. Sub stratul de granit se afla un strat de bazalt cu o grosime de 15 ... 35 km, este compus din bazalt si roci asemanatoare.

Scoarta oceanică este mai puțin groasă decât crusta continentală (de la 5 la 15 km). Straturile superioare (2...5 km) sunt formate din roci sedimentare, iar cele inferioare (5...10 km) - din bazalt.

Rocile sedimentare situate pe suprafața scoarței terestre servesc ca bază materială pentru formarea solului; rocile magmatice și metamorfice ocupă o mică parte în formarea solurilor.

Masa principală de roci este formată din oxigen, siliciu și aluminiu (84,05%). Dacă la aceste trei elemente se adaugă încă cinci elemente - fier, calciu, sodiu, potasiu și magneziu, atunci în total se vor ridica la 98,87% din masa de rocă. Restul de 88 de elemente reprezintă puțin mai mult de 1% din masa litosferei. Cu toate acestea, în ciuda conținutului scăzut de micro și ultramicroelemente din roci și sol, multe dintre ele sunt de mare importanță pentru creșterea și dezvoltarea normală a tuturor organismelor. În prezent, se acordă multă atenție conținutului de microelemente din sol, atât în ​​legătură cu importanța acestora în nutriția plantelor, cât și în legătură cu problemele de protecție a solului împotriva poluării chimice. Compoziția elementelor din sol depinde în principal de compoziția lor în roci. Cu toate acestea, conținutul unor elemente din roci și solurile formate pe acestea variază oarecum. Acest lucru este legat atât de concentrația de nutrienți, cât și de cursul procesului de formare a solului, în timpul căruia are loc o scădere relativă a unui număr de baze și silice. Astfel, solurile conțin mai mult oxigen decât litosfera (respectiv 55 și 47%), hidrogen (5 și 0,15%), carbon (5 și 0,1%), azot (0,1 și 0,023%).

Atmosfera. Limita atmosferei trece de unde forța gravitației terestre este compensată de forța centrifugă de inerție datorată rotației Pământului. Deasupra polilor, se află la o altitudine de aproximativ 28 mii km, iar deasupra ecuatorului - 42 mii km.

Atmosfera este formată dintr-un amestec de diverse gaze: azot (78,08%), oxigen (20,95%), argon (0,93%) și dioxid de carbon (0,03% în volum). Compoziția aerului include și o cantitate mică de heliu, neon, xenon, kripton, hidrogen, ozon etc., care în total sunt de aproximativ 0,01%. În plus, aerul conține vapori de apă și puțin praf.

Atmosfera este formată din cinci învelișuri principale: troposferă, stratosferă, mezosferă, ionosferă, exosferă.

troposfera- stratul inferior al atmosferei, are o grosime deasupra polilor de 8 ... 10 km, la latitudini temperate - 10 ... 12 km, iar la latitudini ecuatoriale - 16 ... 18 km. Aproximativ 80% din masa atmosferei este concentrată în troposferă. Aproape toți vaporii de apă din atmosferă se află aici, se formează precipitații și aerul se mișcă orizontal și vertical.

Stratosferă se întinde de la 8...16 la 40...45 km. Include aproximativ 20% din atmosferă, vaporii de apă sunt aproape absenți în ea. Există un strat de ozon în stratosferă care absoarbe radiațiile ultraviolete de la soare și protejează organismele vii de pe Pământ de moarte.

Mezosfera se extinde la o altitudine de 40 până la 80 km. Densitatea aerului din acest strat este de 200 de ori mai mică decât cea a suprafeței pământului.

ionosferă situat la o altitudine de 80 km si este format in principal din atomi de oxigen incarcati (ionizati), molecule de oxid nitric incarcate si electroni liberi.

Exosfera reprezintă straturile exterioare ale atmosferei și începe de la o înălțime de 800 ... 1000 km de suprafața Pământului. Aceste straturi mai sunt numite și sferă de împrăștiere, deoarece aici particulele de gaz se mișcă cu de mare vitezăși poate scăpa în spațiul cosmic.

Atmosfera Este unul dintre factorii indispensabili ai vieții pe Pământ. Razele soarelui, care trec prin atmosferă, sunt împrăștiate și, de asemenea, parțial absorbite și reflectate. Vaporii de apă și dioxidul de carbon absorb razele de căldură în mod deosebit de puternic. Mișcarea sub influența energiei solare masele de aer se formează clima. Precipitațiile care cad din atmosferă sunt un factor de formare a solului și o sursă de viață pentru organismele vegetale și animale. Dioxidul de carbon conținut în atmosferă în procesul de fotosinteză a plantelor verzi se transformă în materie organică, iar oxigenul servește la respirația organismelor și procese oxidative care apar în ele. Importanța azotului atmosferic, care este captat de microorganismele fixatoare de azot, servește ca element de nutriție a plantelor și participă la formarea substanțelor proteice.

Sub influenta aerul atmosferic apar intemperii rocilor si mineralelor si procese de formare a solului.

Hidrosferă. Cea mai mare parte a suprafeței globului este ocupată de Oceanul Mondial, care, împreună cu lacuri, râuri și alte corpuri de apă situate pe suprafața pământului, ocupă 5/8 din suprafața sa. Toate apele Pământului, situate în oceane, mări, râuri, lacuri, mlaștini, precum și apele subterane, constituie hidrosfera. Din cele 510 milioane km 2 ai suprafeței Pământului, 361 milioane km 2 (71%) se încadrează pe Oceanul Mondial și doar 149 milioane km 2 (29%) se află pe uscat.

Apele de suprafață ale pământului, împreună cu apele glaciare, alcătuiesc aproximativ 25 de milioane de km 3, adică de 55 de ori mai puțin decât volumul Oceanului Mondial. Aproximativ 280 mii km 3 de apă sunt concentrate în lacuri, aproximativ jumătate dintre ele sunt lacuri proaspete, iar a doua jumătate sunt lacuri cu ape de diferite grade de salinitate. Râurile conțin doar 1,2 mii km 3, adică mai puțin de 0,0001% din totalul aprovizionării cu apă.

Apele rezervoarelor deschise sunt în circulație constantă, care leagă toate părțile hidrosferei cu litosfera, atmosfera și biosfera.

Umiditatea atmosferică este implicată activ în schimbul de apă, cu un volum de 14 mii km 3 formează 525 mii km 3 de precipitații care cad pe Pământ, iar modificarea întregului volum de umiditate atmosferică are loc la fiecare 10 zile sau de 36 de ori în timpul an.

Evaporarea apei și condensarea umidității atmosferice oferă apă proaspătă pe Pământ. Aproximativ 453 mii km 3 de apă se evaporă anual de la suprafața oceanelor.

Fără apă, planeta noastră ar fi goală minge de piatra lipsit de sol și vegetație. De milioane de ani, apa a distrus rocile, transformându-le în gunoi, iar odată cu apariția vegetației și a animalelor, a contribuit la procesul de formare a solului.

Biosferă. Compoziția biosferei include suprafața terestră, straturile inferioare ale atmosferei și întreaga hidrosferă, în care organismele vii sunt comune. Conform învățăturilor lui V. I. Vernadsky, biosfera este înțeleasă ca învelișul Pământului, a cărui compoziție, structură și energie sunt determinate de activitatea organismelor vii. V. I. Vernadsky a subliniat că „nu există forta chimica mai permanent, deci mai puternic decât organismele vii luate în ansamblu. Viața în biosferă se dezvoltă sub forma unei varietăți excepționale de organisme care locuiesc în sol, în straturile inferioare ale atmosferei și în hidrosferă. Datorită fotosintezei plantelor verzi, energia solară se acumulează în biosferă sub formă de compuși organici. Întregul ansamblu de organisme vii asigură migrarea elementelor chimice în sol, în atmosferă și hidrosferă. Sub acțiunea organismelor vii, în sol apar reacții de schimb de gaze, de oxidare și de reducere. Originea atmosferei în ansamblu este legată de funcția de schimb de gaze a organismelor. În procesul de fotosinteză din atmosferă a avut loc formarea și acumularea de oxigen liber.

Sub influența activității organismelor, se realizează meteorizarea rocilor și dezvoltarea proceselor de formare a solului. Bacteriile din sol sunt implicate în procesele de desulfificare și denitrificare cu formarea de hidrogen sulfurat, compuși de sulf, oxid N(II), metan și hidrogen. Construcția țesuturilor vegetale are loc datorită absorbției selective a elementelor biogene de către plante. După moartea plantelor, aceste elemente se acumulează în orizonturile superioare ale solului.

În biosferă au loc două cicluri de substanțe și energie, opuse în direcția lor.

Un ciclu mare, sau geologic, are loc sub influența energiei solare. Ciclul apei implică elementele chimice ale pământului, care pătrund în râuri, mări și oceane, unde se depun împreună cu rocile sedimentare. Aceasta este o pierdere irecuperabilă din sol a celor mai importanți nutrienți pentru plante (azot, fosfor, potasiu, calciu, magneziu, sulf), precum și oligoelemente.

Un mic ciclu, sau biologic, are loc în sistemul sol - plante - sol, în timp ce nutrienții plantelor sunt îndepărtați din ciclul geologic și depozitați în humus. În ciclul biologic apar cicluri asociate cu oxigenul, carbonul, azotul, fosforul și hidrogenul, care circulă continuu în plante și în mediu. Unele dintre ele sunt retrase din ciclul biologic și, sub influența proceselor geochimice, trec în roci sedimentare sau sunt transferate în ocean. Sarcina agriculturii este de a crea astfel de sisteme agrotehnice în care elementele biogene să nu intre ciclu geologic, dar au fost fixate în ciclul biologic, menținând fertilitatea solului.

Biosfera este formată din biocenoze, care reprezintă un teritoriu omogen cu același tip de comunitate vegetală împreună cu lumea animală care o locuiește, inclusiv microorganisme. Biogeocenoza se caracterizează prin solurile caracteristice, regimul apei, microclimatul și topografia. Biogeocenoza naturală este relativ stabilă, se caracterizează prin capacitatea de autoreglare. Speciile incluse în biogeocenoză se adaptează între ele și la mediu. Acesta este un mecanism complex relativ stabil, capabil să reziste schimbărilor din mediu prin autoreglare. Dacă modificările biogeocenozelor depășesc capacitatea lor de autoreglare, atunci poate apărea degradarea ireversibilă a acestui sistem ecologic.

Terenurile agricole sunt biogeocenoze organizate artificial (agrobiocenoze). Utilizarea eficientă și rațională a agrobiocenozelor, sustenabilitatea și productivitatea acestora depind de organizarea corespunzătoare a teritoriului, a sistemului de agricultură și a altor activități socio-economice. A furniza impact optim asupra solurilor si plantelor este necesar sa se cunoasca toate relatiile din biogeocenoza si sa nu se perturbe echilibrul ecologic care s-a dezvoltat in aceasta.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Foloseste formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Introducere

Creșterea rapidă a populației umane și echipamentele sale științifice și tehnice au schimbat radical situația de pe Pământ. Dacă în trecutul recent toată activitatea umană s-a manifestat negativ doar în teritorii limitate, deși numeroase, iar forța de impact a fost incomparabil mai mică decât circulația puternică a substanțelor în natură, acum amploarea proceselor naturale și antropice au devenit comparabile, iar raportul dintre ele continuă să se schimbe odată cu accelerarea spre o creștere a puterii de influență antropică asupra biosferei.

Pericolul schimbărilor imprevizibile ale stării stabile a biosferei la care sunt adaptate istoric comunități naturale iar speciile, inclusiv omul însuși, sunt atât de grozave, păstrând în același timp modalitățile obișnuite de gestionare, încât generațiile actuale de oameni care locuiesc pe Pământ s-au confruntat cu sarcina de a îmbunătăți urgent toate aspectele vieții lor, în conformitate cu nevoia de a păstra circulația existentă a substanțelor. și energie în biosferă. În plus, poluarea pe scară largă a mediului nostru cu o varietate de substanțe, uneori complet străine de existența normală a corpului uman, reprezintă un pericol grav pentru sănătatea noastră și bunăstarea generațiilor viitoare.

atmosferă hidrosferă litosferă poluare

1. Poluarea aerului

Aerul atmosferic este cel mai important mediu natural de susținere a vieții și este un amestec de gaze și aerosoli din stratul de suprafață al atmosferei, format în timpul evoluției Pământului, a activităților umane și situat în afara spațiilor rezidențiale, industriale și de altă natură. rezultate cercetarea mediului, atât în ​​Rusia, cât și în străinătate, indică fără ambiguitate că poluarea atmosferei de suprafață este cel mai puternic factor care acționează constant care influențează oamenii, lanțul alimentar și mediul înconjurător. Aerul atmosferic are o capacitate nelimitată și joacă rolul celui mai mobil, agresiv din punct de vedere chimic și cel mai penetrant agent de interacțiune în apropierea suprafeței componentelor biosferei, hidrosferei și litosferei.

ÎN anul trecut s-au obținut date despre rolul esențial al stratului de ozon al atmosferei pentru conservarea biosferei, care absoarbe radiația ultravioletă a Soarelui, care este dăunătoare organismelor vii și formează o barieră termică la altitudini de aproximativ 40 km, care împiedică răcirea suprafeței pământului.

Atmosfera are un impact intens nu numai asupra oamenilor și asupra biotei, ci și asupra hidrosferei, a stratului de sol și vegetație, a mediului geologic, a clădirilor, structurilor și a altor obiecte create de om. Prin urmare, protecția aerului atmosferic și a stratului de ozon este problema de mediu cu cea mai mare prioritate și i se acordă o atenție deosebită în toate țările dezvoltate.

Atmosfera de suprafață poluată provoacă cancer la plămâni, gât și piele, o tulburare a centralei sistem nervos, boli alergice și respiratorii, defecte la nou-născuți și multe alte boli, a căror listă este determinată de poluanții prezenți în aer și de efectele lor combinate asupra organismului uman. Rezultatele unor studii speciale efectuate în Rusia și în străinătate au arătat că există o relație strânsă pozitivă între sănătatea populației și calitatea aerului atmosferic.

Principalii agenți ai influenței atmosferei asupra hidrosferei sunt precipitațiile sub formă de ploaie și zăpadă, în grad mai mic smog, ceață. Apele de suprafață și subterane ale pământului sunt în principal hrănire atmosferică și, ca urmare, compoziția lor chimică depinde în principal de starea atmosferei.

Impactul negativ al atmosferei poluate asupra solului și a stratului de vegetație este asociat atât cu precipitarea precipitațiilor acide, care evacuează calciul, humus și oligoelemente din sol, cât și cu perturbarea proceselor de fotosinteză, ducând la o încetinire a creșterii. și moartea plantelor. Sensibilitate crescută copacii (în special mesteacănul, stejarul) la poluarea aerului au fost identificați de mult timp. Acțiunea combinată a ambilor factori duce la o scădere vizibilă a fertilității solului și la dispariția pădurilor. Precipitațiile atmosferice acide sunt acum considerate ca un factor puternic nu numai în deteriorarea rocilor și deteriorarea calității solurilor portante, ci și în distrugerea chimică a obiectelor create de om, inclusiv a monumentelor culturale și a liniilor terestre. Multe țări dezvoltate economic implementează în prezent programe pentru a aborda problema precipitațiilor acide. Ca parte a Programului Național de Evaluare a Ploilor Acide, înființat în 1980, multe agenții federale din SUA au început să finanțeze cercetarea proceselor atmosferice care provoacă ploile acide pentru a evalua impactul acestora din urmă asupra ecosistemelor și pentru a dezvolta măsuri adecvate de conservare. S-a dovedit că ploaia acidă are un impact multiplu asupra mediului și este rezultatul autopurificării (spălării) atmosferei. Principalii agenți acizi sunt acizii sulfuric și azotic diluați formați în timpul reacțiilor de oxidare a oxizilor de sulf și azot cu participarea peroxidului de hidrogen.

Surse de poluare a aerului

LA sursele naturale poluarea includ: erupții vulcanice, furtuni de praf, incendii de pădure, praf spațial, particule de sare de mare, produse de origine vegetală, animală și microbiologică. Nivelul unei astfel de poluări este considerat ca fundal, care se schimbă puțin în timp.

Principalul proces natural de poluare a atmosferei de suprafață este activitatea vulcanică și fluidă a Pământului Erupții majore vulcanii duc la poluarea globală și pe termen lung a atmosferei, așa cum demonstrează cronicile și datele observaționale moderne (erupția Muntelui Pinatubo din Filipine în 1991). Acest lucru se datorează faptului că cantități uriașe de gaze sunt emise instantaneu în straturile înalte ale atmosferei, care sunt preluate la mare altitudine de curenții de aer care se deplasează cu viteză mare și se răspândesc rapid pe tot globul. Durata stării de poluare a atmosferei după mari erupții vulcanice ajunge la câțiva ani.

Sursele antropice de poluare sunt cauzate de activitățile umane. Acestea ar trebui să includă:

1. Arderea combustibililor fosili, care este însoțită de eliberarea a 5 miliarde de tone de dioxid de carbon pe an. Ca urmare, peste 100 de ani (1860 - 1960), conținutul de CO2 a crescut cu 18% (de la 0,027 la 0,032%).În ultimele trei decenii, ratele acestor emisii au crescut semnificativ. La astfel de rate, până în anul 2000 cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă va fi de cel puțin 0,05%.

2. Funcționarea centralelor termice, când se formează ploi acide în timpul arderii cărbunilor cu conținut ridicat de sulf ca urmare a eliberării de dioxid de sulf și păcură.

3. Evacuări ale aeronavelor moderne cu turboreacție cu oxizi de azot și fluorocarburi gazoase din aerosoli, care pot deteriora stratul de ozon al atmosferei (ozonosfera).

4. Activitatea de productie.

5. Poluarea cu particule în suspensie (la zdrobire, ambalare și încărcare, din cazane, centrale electrice, puțuri de mine, cariere la arderea gunoiului).

6. Emisii de către întreprinderi de diverse gaze.

7. Arderea combustibilului în cuptoarele cu ardere, rezultând în formarea celui mai masiv poluant - monoxid de carbon.

8. Arderea combustibilului în cazane și motoarele vehiculelor, însoțită de formarea de oxizi de azot, care provoacă smog.

9. Emisii de ventilație (puțuri de mine).

10. Emisii de ventilație cu concentrație excesivă de ozon din încăperi cu instalații de mare energie (acceleratoare, surse ultraviolete și reactoare nucleare) la MPC în încăperi de lucru de 0,1 mg/m3. ÎN cantitati mari ozonul este un gaz foarte toxic.

În timpul proceselor de ardere a combustibilului, cea mai intensă poluare a stratului de suprafață al atmosferei are loc în megaorașe și marile orașe, centre industriale datorită distribuției largi de autovehicule, centrale termice, cazane și alte centrale electrice care funcționează pe cărbune, păcură, motorină, gaz natural si benzina. Contribuția vehiculelor la poluarea totală a aerului ajunge aici la 40-50%. Un factor puternic și extrem de periculos în poluarea aerului sunt catastrofele de la centralele nucleare (accidentul de la Cernobîl) și testele. arme nucleareîn atmosferă. Acest lucru se datorează atât răspândirii rapide a radionuclizilor pe distanțe lungi, cât și naturii pe termen lung a contaminării teritoriului.

Pericolul ridicat al industriilor chimice și biochimice constă în potențialul de emisii de urgență în atmosferă de substante toxice, precum și microbi și viruși care pot provoca epidemii în rândul populației și animalelor.

În prezent, în atmosfera de suprafață se găsesc multe zeci de mii de poluanți de origine antropică. Datorită creșterii continue a producției industriale și agricole, apar noi compuși chimici, inclusiv cei foarte toxici. Principalii poluanți antropici ai aerului, pe lângă oxizii de mare tonaj de sulf, azot, carbon, praf și funingine, sunt compuși organici complecși, organoclorați și nitro, radionuclizi artificiali, viruși și microbi. Cele mai periculoase sunt dioxina, benz (a) pirenul, fenolii, formaldehida și disulfura de carbon, care sunt răspândite în bazinul aerian al Rusiei. Particulele solide în suspensie sunt reprezentate în principal de funingine, calcit, cuarț, hidromica, caolinit, feldspat, mai rar sulfați, cloruri. Oxizi, sulfați și sulfiți, sulfuri de metale grele, precum și aliaje și metale în formă nativă au fost găsite în praful de zăpadă prin metode special dezvoltate.

În Europa de Vest, se acordă prioritate 28 de elemente chimice deosebit de periculoase, compuși și grupe ale acestora. Pentru grup materie organică include acril, nitril, benzen, formaldehidă, stiren, toluen, clorură de vinil, metale grele neorganice (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), gaze (monoxid de carbon, hidrogen sulfurat, azot și oxizi de sulf, radon, ozon), azbest. În principal efect toxic preda plumb, cadmiu. Intens miros urât au disulfură de carbon, hidrogen sulfurat, stiren, tetracloretan, toluen. Haloul de impact al oxizilor de sulf și azot se extinde pe distanțe lungi. Cei 28 de poluanți atmosferici de mai sus sunt incluși în registrul internațional al substanțelor chimice potențial toxice.

Principalii poluanți ai aerului din interior sunt praful și fumul de tutun, monoxidul de carbon și dioxidul de carbon, dioxidul de azot, radonul și metalele grele, insecticidele, deodorantele, detergenții sintetici, aerosolii de droguri, microbii și bacteriile. Cercetătorii japonezi au arătat că astmul bronșic poate fi asociat cu prezența căpușelor de casă în aerul locuințelor.

Atmosfera se caracterizează printr-un dinamism extrem de ridicat, datorită atât mișcării rapide a maselor de aer în direcțiile laterale și verticale, cât și vitezei mari, o varietate de reacții fizice și chimice care au loc în ea. Atmosfera este acum privită ca un imens „cazan chimic”, care este influențat de numeroase și variabile elemente antropice și factori naturali. Gazele și aerosolii eliberați în atmosferă sunt foarte reactivi. Praful și funinginea generate în timpul arderii combustibilului, incendiile de pădure absorb metalele grele și radionuclizii și, atunci când sunt depuse la suprafață, pot polua suprafețe vaste și pot pătrunde în corpul uman prin sistemul respirator.

A fost dezvăluită tendința de acumulare comună de plumb și staniu în particulele solide suspendate din atmosfera de suprafață a Rusiei europene; crom, cobalt și nichel; stronțiu, fosfor, scandiu, pământuri rare și calciu; beriliu, staniu, niobiu, wolfram și molibden; litiu, beriliu și galiu; bariu, zinc, mangan și cupru. Concentrațiile mari de metale grele în praful de zăpadă se datorează atât prezenței fazelor minerale ale acestora formate în timpul arderii cărbunelui, păcurului și a altor combustibili, cât și sorbției de funingine, particule de argilă ale compușilor gazoși, cum ar fi halogenurile de staniu.

„Durata de viață” a gazelor și aerosolilor din atmosferă variază într-un interval foarte larg (de la 1 - 3 minute la câteva luni) și depinde în principal de stabilitatea lor chimică a dimensiunii (pentru aerosoli) și de prezența componentelor reactive (ozon, hidrogen). peroxid etc.). .).

Estimarea și cu atât mai mult prognozarea stării atmosferei de suprafață este o problemă foarte complexă. În prezent, starea ei este evaluată în principal după demersul normativ. Valorile MPC pentru substanțele chimice toxice și alți indicatori standard de calitate a aerului sunt furnizate în multe cărți de referință și ghiduri. În astfel de orientări pentru Europa, pe lângă toxicitatea poluanților (efecte cancerigene, mutagene, alergene și alte efecte), sunt luate în considerare prevalența și capacitatea acestora de a se acumula în corpul uman și în lanțul alimentar. Dezavantajele abordării normative - lipsa de încredere valori acceptate MPC și alți indicatori din cauza dezvoltării slabe a bazei lor empirice de observație, a lipsei de considerare a impactului comun al poluanților și a modificărilor bruște ale stării stratului de suprafață al atmosferei în timp și spațiu. Există puține posturi staționare pentru monitorizarea bazinului aerian și nu permit o evaluare adecvată a stării acestuia în marile centre industriale și urbane. Ace, licheni și mușchi pot fi folosiți ca indicatori ai compoziției chimice a atmosferei de suprafață. Pe stadiul inițial detectarea centrelor de contaminare radioactivă asociate cu Accident de la Cernobîl, au studiat acele de pin, care au capacitatea de a acumula radionuclizi în aer. Înroșirea acelor de conifere în perioadele de smog din orașe este cunoscută pe scară largă.

Cel mai sensibil și fiabil indicator al stării atmosferei de suprafață este stratul de zăpadă, care depune poluanți pe o perioadă relativ lungă de timp și face posibilă determinarea locației surselor de emisii de praf și gaze folosind un set de indicatori. Ninsorile conțin poluanți care nu sunt captați prin măsurători directe sau date calculate privind emisiile de praf și gaze.

LA zone promițătoare evaluarea stării atmosferei de suprafață a zonelor industriale - urbanizate mari include teledetecția multicanal. Avantajul acestei metode constă în capacitatea de a caracteriza suprafețe mari. Până în prezent, au fost dezvoltate metode de estimare a conținutului de aerosoli din atmosferă. Dezvoltarea progresului științific și tehnologic ne permite să sperăm la dezvoltarea unor astfel de metode în raport cu alți poluanți.

Prognoza stării atmosferei de suprafață se realizează pe baza unor date complexe. Acestea includ în primul rând rezultatele observațiilor de monitorizare, modelele de migrare și transformare a poluanților din atmosferă, caracteristicile proceselor antropice și naturale de poluare a bazinului aerian din zona de studiu, influența parametrilor meteorologici, relieful și alți factori asupra distribuția poluanților în mediu. În acest scop, sunt dezvoltate modele euristice ale modificărilor atmosferei de suprafață în timp și spațiu pentru o anumită regiune. Cel mai mare succes în rezolvarea acestui lucru problema dificila realizat pentru zonele în care sunt amplasate centrale nucleare. Rezultatul final al aplicării unor astfel de modele este cuantificare riscul de poluare a aerului și evaluarea acceptabilității acestuia din punct de vedere socio-economic.

Poluarea chimică a atmosferei

Poluarea atmosferică trebuie înțeleasă ca o modificare a compoziției sale atunci când pătrund impurități de origine naturală sau antropică. Există trei tipuri de poluanți: gaze, praf și aerosoli. Acestea din urmă includ dispersate particule în suspensie emise în atmosferă și în ea perioadă lungă de timpîntr-o stare echilibrată.

Principalii poluanți atmosferici includ dioxid de carbon, monoxid de carbon, sulf și dioxid de azot, precum și mici componente gazoase care pot afecta regimul de temperatură al troposferei: dioxid de azot, halocarburi (freoni), metan și ozon troposferic.

Contribuția principală la nivelul ridicat de poluare a aerului o au întreprinderile din metalurgia feroasă și neferoasă, chimie și petrochimie, industria construcțiilor, industria energetică, industria celulozei și hârtiei, iar în unele orașe, casele de cazane.

Surse de poluare - centrale termice, care, împreună cu fumul, emit dioxid de sulf și dioxid de carbon în aer, întreprinderi metalurgice, în special metalurgie neferoasă, care emit oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, fluor, amoniac, compuși ai fosforului, particule și compuși de mercur și arsen în aer; uzine chimice și de ciment. Gazele nocive pătrund în aer ca urmare a arderii combustibilului pentru nevoi industriale, încălzirea locuințelor, transportul, arderea și prelucrarea deșeurilor menajere și industriale.

Poluanții atmosferici se împart în primari, care intră direct în atmosferă, și secundari, rezultați din transformarea acestora din urmă. Deci, dioxidul de sulf care intră în atmosferă este oxidat în anhidridă sulfuric, care interacționează cu vaporii de apă și formează picături de acid sulfuric. Când anhidrida sulfuric reacţionează cu amoniacul, se formează cristale de sulfat de amoniu. În mod similar, în urma reacțiilor chimice, fotochimice, fizico-chimice dintre poluanți și componentele atmosferice se formează și alte semne secundare. Principala sursă de poluare pirogenă a planetei sunt centralele termice, întreprinderile metalurgice și chimice, centralele de cazane, care consumă peste 170% din combustibilii solizi și lichizi produși anual.

Emisiile auto reprezintă o mare parte din poluarea aerului. Acum, pe Pământ sunt operate aproximativ 500 de milioane de mașini, iar până în anul 2000 numărul lor este de așteptat să crească la 900 de milioane. În 1997, la Moscova au fost operate 2400 de mii de mașini, cu standardul de 800 de mii de mașini pe drumurile existente.

Momentan pe cotă transport rutier reprezintă mai mult de jumătate din toate emisiile nocive în mediu, care sunt principala sursă de poluare a aerului, în special în orașele mari. În medie, cu o rulare de 15 mii de km pe an, fiecare mașină arde 2 tone de combustibil și aproximativ 26 - 30 de tone de aer, inclusiv 4,5 tone de oxigen, care este de 50 de ori mai mult decât nevoile umane. În același timp, mașina emite în atmosferă (kg/an): monoxid de carbon - 700, dioxid de azot - 40, hidrocarburi nearse - 230 și solide - 2 - 5. În plus, mulți compuși de plumb sunt emiși datorită utilizării. de benzină în mare parte cu plumb .

Observațiile au arătat că în casele situate în apropierea drumului principal (până la 10 m), locuitorii fac cancer de 3-4 ori mai des decât în ​​casele situate la o distanță de 50 m de drum.Transportul otrăvește și corpurile de apă, solul și plantele. .

Emisiile toxice de la motoarele cu ardere internă (ICE) sunt gazele de evacuare și de carter, vaporii de combustibil din carburator și rezervorul de combustibil. Cota principală a impurităților toxice intră în atmosferă cu gazele de eșapament ale motoarelor cu ardere internă. Cu gazele de carter și vaporii de combustibil, aproximativ 45% din hidrocarburile din emisiile lor totale intră în atmosferă.

Cantitatea de substanțe nocive care intră în atmosferă ca parte a gazelor de eșapament depinde de starea tehnică generală a vehiculelor și, mai ales, de motor - sursa celei mai mari poluări. Deci, dacă reglarea carburatorului este încălcată, emisiile de monoxid de carbon cresc de 4 ... 5 ori. Utilizarea benzinei cu plumb, care are compuși de plumb în compoziția sa, provoacă poluarea aerului cu compuși de plumb foarte toxici. Aproximativ 70% din plumbul adăugat benzinei cu lichid etilic intră în atmosferă cu gazele de eșapament sub formă de compuși, din care 30% se depune pe sol imediat după tăierea țevii de evacuare a mașinii, 40% rămân în atmosferă. Un camion de sarcină medie eliberează 2,5...3 kg de plumb pe an. Concentrația de plumb în aer depinde de conținutul de plumb din benzină.

Este posibil să se excludă intrarea în atmosferă a compușilor de plumb foarte toxici prin înlocuirea benzinei cu plumb cu fără plumb.

Gazele de eșapament ale motoarelor cu turbină cu gaz conțin componente toxice precum monoxid de carbon, oxizi de azot, hidrocarburi, funingine, aldehide etc. Conținutul de componente toxice din produsele de ardere depinde în mod semnificativ de modul de funcționare al motorului. Concentrațiile mari de monoxid de carbon și hidrocarburi sunt tipice pentru sistemele de propulsie cu turbine cu gaz (GTPU) în regimuri reduse (în timpul mersului în gol, rulaj, apropiere de aeroport, apropiere de aterizare), în timp ce conținutul de oxizi de azot crește semnificativ atunci când funcționează în moduri apropiate de nominal ( decolare, urcare, mod de zbor).

Emisia totală de substanțe toxice în atmosferă de către aeronavele cu motoare cu turbină cu gaz este în continuă creștere, ceea ce se datorează unei creșteri a consumului de combustibil cu până la 20...30 t/h și unei creșteri constante a numărului de aeronave în exploatare. Se remarcă influența GTDU asupra stratului de ozon și acumularea de dioxid de carbon în atmosferă.

Emisiile GGDU au cel mai mare impact asupra condițiilor de viață din aeroporturi și zone adiacente stațiilor de testare. Datele comparative privind emisiile de substanțe nocive din aeroporturi sugerează că veniturile din motoarele cu turbine cu gaz în stratul de suprafață al atmosferei sunt, în%: monoxid de carbon - 55, oxizi de azot - 77, hidrocarburi - 93 și aerosoli - 97. Restul de emisiile emit vehicule terestre cu motoare cu ardere internă.

Poluarea aerului de către vehiculele cu sisteme de propulsie a rachetei apare în principal în timpul funcționării acestora înainte de lansare, în timpul decolării, în timpul testelor la sol în timpul producției sau după reparații, în timpul depozitării și transportului combustibilului. Compoziția produselor de ardere în timpul funcționării unor astfel de motoare este determinată de compoziția componentelor combustibilului, temperatura de ardere și procesele de disociere și recombinare a moleculelor. Cantitatea de produse de ardere depinde de puterea (împingerea) sistemelor de propulsie. În timpul arderii combustibililor solizi, din camera de ardere sunt emiși vapori de apă, dioxid de carbon, clor, vapori de acid clorhidric, monoxid de carbon, oxid de azot și particule solide de Al2O3 cu o dimensiune medie de 0,1 microni (uneori până la 10 microni).

Când sunt lansate, motoarele de rachete afectează negativ nu numai stratul de suprafață al atmosferei, ci și spațiul cosmic, distrugând stratul de ozon al Pământului. Amploarea distrugerii stratului de ozon este determinată de numărul de lansări de sisteme de rachete și de intensitatea zborurilor aeronavelor supersonice.

În legătură cu dezvoltarea tehnologiei aviației și a rachetelor, precum și cu utilizarea intensivă a aeronavelor și a motoarelor de rachete în alte sectoare ale economiei naționale, emisia totală de impurități dăunătoare în atmosferă a crescut semnificativ. Cu toate acestea, aceste motoare reprezintă încă nu mai mult de 5% din substanțele toxice care intră în atmosferă de la vehiculele de toate tipurile.

Aerul atmosferic este unul dintre principalele elemente vitale ale mediului.

Legea „O6 pentru protecția aerului atmosferic” acoperă în mod cuprinzător problema. El a rezumat cerințele dezvoltate în anii precedenți și s-au justificat în practică. De exemplu, introducerea unor reguli care interzic punerea în funcțiune a oricăror unități de producție (nou create sau reconstruite) dacă acestea devin surse de poluare sau alte impacturi negative asupra aerului atmosferic în timpul funcționării. Primit dezvoltare ulterioară norme privind reglementarea concentrațiilor maxime admise de poluanți în aerul atmosferic.

Legislația sanitară de stat doar pentru aerul atmosferic a stabilit MPC-uri pentru majoritatea substanțelor chimice cu acțiune izolată și pentru combinațiile acestora.

Standardele de igienă sunt o cerință de stat pentru liderii de afaceri. Implementarea acestora ar trebui monitorizată de organele de supraveghere sanitară de stat ale Ministerului Sănătăţii şi Comitetul de Stat pe ecologie.

De mare importanță pentru protecția sanitară a aerului atmosferic este identificarea noilor surse de poluare a aerului, evidențierea instalațiilor proiectate, în construcție și reconstruite care poluează atmosfera, controlul elaborării și implementării masterplanurilor pentru orașe, orașe și industrie. centre în ceea ce priveşte amplasarea întreprinderilor industriale şi a zonelor de protecţie sanitară.

Legea „Cu privire la protecția aerului atmosferic” prevede cerințele de stabilire a standardelor pentru emisiile maxime admise de poluanți în atmosferă. Astfel de standarde sunt stabilite pentru fiecare sursă staționară de poluare, pentru fiecare model de vehicule și alte vehicule și instalații mobile. Acestea sunt determinate în așa fel încât emisiile totale nocive din toate sursele de poluare dintr-o zonă dată să nu depășească standardele MPC pentru poluanții din aer. Emisiile maxime admisibile sunt stabilite doar luând în considerare concentrațiile maxime admise.

Cerințele Legii referitoare la utilizarea produselor de protecție a plantelor, a îngrășămintelor minerale și a altor preparate sunt foarte importante. Toate măsurile legislative constituie un sistem preventiv care vizează prevenirea poluării aerului.

Legea prevede nu numai controlul asupra îndeplinirii cerințelor sale, ci și responsabilitatea pentru încălcarea acestora. Un articol special definește rolul organizațiilor publice și al cetățenilor în implementarea măsurilor de protecție a mediului aerian, îi obligă să promoveze activ organisme guvernamentaleîn aceste aspecte, întrucât numai o largă participare a publicului va face posibilă implementarea prevederilor prezentei legi. Astfel, se spune că statul acordă o mare importanță păstrării stării favorabile a aerului atmosferic, refacerii și ameliorării acestuia pentru a asigura oamenilor cele mai bune condiții de viață – munca, viața, recreerea și protecția sănătății acestora.

Întreprinderile sau clădirile și structurile lor separate, ale căror procese tehnologice sunt o sursă de eliberare a substanțelor nocive și cu miros neplăcut în aerul atmosferic, sunt separate de clădirile rezidențiale prin zone de protecție sanitară. Zona de protecție sanitară a întreprinderilor și instalațiilor poate fi mărită, dacă este necesar și justificat corespunzător, de cel mult 3 ori, în funcție de următoarele motive: a) eficacitatea metodelor de curățare a emisiilor în atmosferă prevăzute sau posibil de implementare; b) lipsa modalităților de curățare a emisiilor; c) amplasarea clădirilor de locuit, dacă este necesar, pe partea sub vânt în raport cu întreprinderea în zona de posibilă poluare a aerului; d) trandafiri de vânt și alte condiții locale nefavorabile (de exemplu, calmuri și cețe frecvente); e) construirea unor industrii noi, încă insuficient studiate, dăunătoare din punct de vedere sanitar.

Dimensiunile zonelor de protectie sanitara pt grupuri individuale sau complexe mari intreprinderi industrie chimică, de rafinare a petrolului, metalurgică, construcții de mașini și alte industrii, precum și centrale termice cu emisii care creează concentrații mari de diferite substanțe nocive în aer și au un efect deosebit de negativ asupra sănătății și condițiilor sanitare și igienice de viață ale populația, sunt stabilite în fiecare caz conform deciziei comune a Ministerului Sănătății și Gosstroy al Rusiei.

Pentru a crește eficacitatea zonelor de protecție sanitară, pe teritoriul acestora se plantează arbori, arbuști și vegetație erbacee, ceea ce reduce concentrația de praf și gaze industriale. În zonele de protecție sanitară ale întreprinderilor care poluează intens aerul atmosferic cu gaze dăunătoare vegetației, ar trebui să fie cultivați cei mai rezistenți copaci, arbuști și ierburi, ținând cont de gradul de agresivitate și concentrația emisiilor industriale. Deosebit de nocive pentru vegetație sunt emisiile din industriile chimice (anhidridă sulfuroasă și sulfurice, hidrogen sulfurat, acizi sulfuric, azotic, fluor și brom, clorul, fluorul, amoniacul etc.), metalurgia feroasă și neferoasă, industria cărbunelui și termoenergetică.

2. Hidrosferă

Apa a ocupat întotdeauna și va continua să ocupe o poziție specială printre resurse naturale Pământ. Aceasta este cea mai importantă resursă naturală, deoarece este necesară, în primul rând, pentru viața unei persoane și a oricărei ființe vii. Apa este folosită de om nu numai în viața de zi cu zi, ci și în industrie și agricultură.

Mediul acvatic, care include apele de suprafață și subterane, se numește hidrosferă. Apa de suprafață este concentrată în principal în Oceanul Mondial, care conține aproximativ 91% din toată apa de pe Pământ. Apa din ocean (94%) și din subteran este sărată. Cantitatea de apă dulce este de 6% din apa totală de pe Pământ, iar o proporție foarte mică din aceasta este disponibilă în locuri ușor accesibile pentru extracție. Majoritatea apa dulce este conținută în zăpadă, aisberguri de apă dulce și ghețari (1,7%), situate în principal în regiunile cercului polar sudic, precum și în adâncime subteran (4%).

În prezent, omenirea folosește 3,8 mii de metri cubi. km. apa anual, iar consumul poate fi crescut la maximum 12 mii de metri cubi. km. La ritmul actual de creștere a consumului de apă, acest lucru va fi suficient pentru următorii 25-30 de ani. dezumflarea panza freatica duce la tasarea solului și a clădirilor și la scăderea nivelului apei subterane cu zeci de metri.

Apa are o mare importanță în producția industrială și agricolă. Este bine cunoscut faptul că este necesar pentru nevoile de zi cu zi ale omului, tuturor plantelor și animalelor. Pentru multe ființe vii, servește drept habitat.

creșterea orașului, dezvoltare rapida industria, intensificarea agriculturii, o extindere semnificativă a suprafeței de teren irigat, îmbunătățirea condițiilor culturale și de viață și o serie de alți factori complică tot mai mult problema alimentării cu apă.

Fiecare locuitor al Pământului consumă în medie 650 de metri cubi. m de apă pe an (1780 litri pe zi). Cu toate acestea, pentru a satisface nevoile fiziologice, sunt suficiente 2,5 litri pe zi, adică. aproximativ 1 cu. m pe an. O cantitate mare de apă este necesară pentru agricultură (69%), în principal pentru irigații; 23% din apă este consumată de industrie; 6% este cheltuit în viața de zi cu zi.

Luând în considerare nevoile de apă pentru industrie și agricultură, consumul de apă în țara noastră este de la 125 la 350 de litri pe zi de persoană (la Sankt Petersburg 450 de litri, la Moscova - 400 de litri).

În țările dezvoltate, fiecare locuitor are 200-300 de litri de apă pe zi. În același timp, 60% din teren nu are suficientă apă dulce. Un sfert din omenire (aproximativ 1,5 milioane de oameni) îi lipsește, iar alte 500 de milioane suferă de lipsa și calitatea proastă a apei potabile, ceea ce duce la boli intestinale.

Cea mai mare parte a apei după utilizarea ei pentru nevoile casnice este returnată râurilor sub formă de ape uzate.

Scopul lucrării: luarea în considerare a principalelor surse și tipuri de poluare a Hidrosferei, precum și a metodelor de tratare a apelor uzate.

Lipsa de apă dulce devine deja o problemă globală. Nevoile din ce în ce mai mari ale industriei și agriculturii pentru apă obligă toate țările, oamenii de știință din lume să caute diverse mijloace pentru a rezolva această problemă.

În etapa actuală sunt determinate următoarele domenii de utilizare rațională a resurselor de apă: utilizarea mai completă și reproducerea extinsă a resurselor de apă dulce; dezvoltarea de noi procese tehnologice pentru prevenirea poluării corpurilor de apă și reducerea la minimum a consumului de apă dulce.

Structura hidrosferei Pământului

Hidrosfera este învelișul de apă al Pământului. Include: apele de suprafață și subterane, care asigură în mod direct sau indirect activitatea vitală a organismelor vii, precum și apa căzută sub formă de precipitații. Apa ocupă partea predominantă a biosferei. Din 510 milioane km2 suprafata totala din suprafața pământului, Oceanul Mondial reprezintă 361 milioane km2 (71%). Oceanul este principalul receptor și acumulator de energie solară, deoarece apa are o conductivitate termică ridicată. Principalele proprietăți fizice ale unui mediu apos sunt densitatea acestuia (de 800 de ori mai mare decât densitatea aerului) și vâscozitatea (de 55 de ori mai mare decât aerul). În plus, apa se caracterizează prin mobilitate în spațiu, ceea ce ajută la menținerea omogenității relative a caracteristicilor fizice și chimice. Corpurile de apă sunt caracterizate prin stratificarea temperaturii, adică modificarea temperaturii apei cu adâncimea. Regimul de temperatură are fluctuații zilnice, sezoniere, anuale semnificative, dar, în general, dinamica fluctuațiilor de temperatură a apei este mai mică decât cea a aerului. Regimul de lumină al apei de sub suprafață este determinat de transparența acesteia (turbiditate). De aceste proprietăți depinde fotosinteza bacteriilor, fitoplanctonului și plantelor superioare și, în consecință, acumularea de materie organică, care este posibilă numai în zona eufonică, adică. în stratul în care procesele de sinteză prevalează asupra proceselor de respiraţie. Turbiditatea și transparența depind de conținutul de substanțe în suspensie de origine organică și minerală în apă. Dintre cele mai semnificative pentru organismele vii factori abioticiîn corpurile de apă, trebuie remarcată salinitatea apei - conținutul de carbonați, sulfați și cloruri dizolvați în ea. În apele dulci sunt puține, iar carbonații predomină (până la 80%). În apa oceanică predomină clorurile și, într-o oarecare măsură, sulfații. ÎN apa de mare aproape toate elementele sistemului periodic, inclusiv metalele, sunt dizolvate. O altă caracteristică a proprietăților chimice ale apei este asociată cu prezența oxigenului dizolvat și a dioxidului de carbon în ea. Oxigenul, care merge la respirația organismelor acvatice, este deosebit de important. Activitatea vitală și distribuția organismelor în apă depind de concentrația ionilor de hidrogen (pH). Toți locuitorii apei - hidrobionții s-au adaptat la un anumit nivel de pH: unii preferă acidul, alții - alcaline, alții - mediu neutru. O modificare a acestor caracteristici, în primul rând ca urmare a impactului industrial, duce la moartea organismelor acvatice sau la înlocuirea unor specii cu altele.

Principalele tipuri de poluare ale hidrosferei.

Poluarea resurselor de apă este înțeleasă ca orice modificare a proprietăților fizice, chimice și biologice ale apei din rezervoare ca urmare a deversării de substanțe lichide, solide și gazoase în acestea, care cauzează sau pot crea neplăceri, făcând apa acestor rezervoare periculoasă pentru utilizare, provocând prejudicii economiei naționale, sănătății și siguranței publice. Sursele de poluare sunt obiecte din care deversează sau pătrund în alt mod în corpurile de apă substanțe nocive care degradează calitatea apelor de suprafață, limitează utilizarea acestora și, de asemenea, afectează negativ starea fundului și a corpurilor de apă de coastă.

Principalele surse de poluare și înfundare a corpurilor de apă sunt apele uzate insuficient epurate de la întreprinderile industriale și municipale, marile complexe zootehnice, deșeurile de producție din dezvoltarea minereurilor; mine de apă, mine, prelucrarea și alierea lemnului; deversări de apă şi transport feroviar; deșeuri de prelucrare primară a inului, pesticide etc. Poluanții care intră în corpurile naturale de apă duc la modificări calitative ale apei, care se manifestă în principal printr-o modificare a proprietăților fizice ale apei, în special, a aspectului mirosuri neplăcute, arome etc.); în modificarea compoziției chimice a apei, în special, apariția substanțelor nocive în ea, prezența substanțelor plutitoare la suprafața apei și depunerea lor la fundul rezervoarelor.

Fenolul este un poluant destul de nociv al apelor industriale. Se găsește în apele uzate ale multor uzine petrochimice. În același timp, procesele biologice ale rezervoarelor, procesul de autopurificare a acestora, sunt reduse brusc, apa capătă un miros specific de acid carbolic.

Viața populației lacurilor de acumulare este afectată negativ de apele uzate din industria celulozei și hârtiei. Oxidarea pulpei de lemn este însoțită de absorbția unei cantități semnificative de oxigen, ceea ce duce la moartea ouălor, ale alevinilor și peștilor adulți. Fibre și altele substanțe insolubile poluează apa și o înrăutățește proprietăți fizico-chimice. Din lemnul putrezit și scoarța, diverși tanini sunt eliberați în apă. Rășina și alte produse extractive se descompun și absorb mult oxigen, provocând moartea peștilor, în special a puietului și a ouălor. În plus, aliajele de alunițe înfundă puternic râurile, iar lemnul în derivă le înfundă adesea complet fundul, privând peștii de locurile de depunere a icrelor și locurile de hrană.

Petrolul și produsele petroliere în stadiul actual sunt principalii poluanți ai apelor interioare, apelor și mărilor, Oceanul Mondial. Intrând în corpurile de apă, ele creează diverse forme de poluare: o peliculă de ulei care plutește pe apă, produse petroliere dizolvate sau emulsionate în apă, fracții grele care s-au depus pe fund etc. Acest lucru împiedică procesele de fotosinteză în apă din cauza încetării accesului razele de soareși provoacă, de asemenea, moartea plantelor și animalelor. În același timp, mirosul, gustul, culoarea, tensiunea superficială, vâscozitatea apei se modifică, cantitatea de oxigen scade, apar substanțe organice nocive, apa capătă proprietăți toxice și reprezintă o amenințare nu numai pentru oameni. 12 g de ulei fac o tonă de apă improprie pentru consum. Fiecare tonă de ulei creează o peliculă de ulei pe o suprafață de până la 12 metri pătrați. km. Restaurarea ecosistemelor afectate durează 10-15 ani.

Centrale nucleare deseuri radioactive poluează râurile. substanțe radioactive sunt concentrate de cele mai mici microorganisme planctonice și pești, apoi transmise de-a lungul lanțului trofic altor animale. S-a stabilit că radioactivitatea locuitorilor planctonici este de mii de ori mai mare decât cea a apei în care trăiesc.

Apele uzate cu radioactivitate crescută (100 de curii la 1 litru sau mai mult) sunt supuse eliminării în bazine subterane fără scurgere și rezervoare speciale.

Creșterea populației, extinderea orașelor vechi și apariția de noi orașe au crescut semnificativ debitul de ape uzate menajere în apele interioare. Acești efluenți au devenit o sursă de poluare a râurilor și lacurilor cu bacterii patogene și helminți. Detergenții sintetici folosiți pe scară largă în viața de zi cu zi poluează corpurile de apă într-o măsură și mai mare. De asemenea, sunt utilizate pe scară largă în industrie și agricultură. Substanțele chimice conținute în acestea, pătrunzând în râuri și lacuri cu canalizare, au un impact semnificativ asupra regimului biologic și fizic al corpurilor de apă. Ca urmare, capacitatea apei de a se satura cu oxigen scade, iar activitatea bacteriilor care mineralizează substanțele organice este paralizată.

Poluarea corpurilor de apă cu pesticide și îngrășăminte minerale, care provin din câmpuri împreună cu fluxurile de ploaie și apa de topire, provoacă îngrijorare serioasă. În urma cercetărilor, de exemplu, s-a dovedit că insecticidele conținute în apă sub formă de suspensii se dizolvă în produse petroliere care poluează râurile și lacurile. Această interacțiune duce la o slăbire semnificativă a funcțiilor oxidative ale plantelor acvatice. Intrând în corpurile de apă, pesticidele se acumulează în plancton, bentos, pești, iar prin lanțul trofic pătrund în corpul uman, afectând atât organele individuale, cât și corpul în ansamblu.

În legătură cu intensificarea zootehniei, efluenții întreprinderilor din această ramură a agriculturii se fac din ce în ce mai simțiți.

Cauza sunt apele uzate care conțin fibre vegetale, grăsimi animale și vegetale, materiile fecale, reziduurile de fructe și legume, deșeurile din industria pielii și a celulozei și hârtiei, a zahărului și a fabricilor de bere, a cărnii și a produselor lactate, a conservelor și a produselor de cofetărie. poluare organică rezervoare.

Apa uzată reprezintă de obicei aproximativ 60% din substanțe origine organică, aceeași categorie de organice includ poluarea biologică (bacterii, viruși, ciuperci, alge) din apele municipale, medicale și sanitare și deșeurile de la întreprinderile de spălat piele și lână.

O problemă gravă de mediu este că modalitatea obișnuită de utilizare a apei pentru a absorbi căldura în centralele termice este de a pompa direct apa proaspătă de lac sau râu printr-un răcitor și apoi returnată-o în rezervoarele naturale fără pre-răcire. O centrală de 1000 MW necesită un lac cu o suprafață de 810 hectare și o adâncime de aproximativ 8,7 m.

Centralele electrice pot ridica temperatura apei cu 5-15 C fata de mediul inconjurator.In conditii naturale, cu cresteri sau scaderi lente ale temperaturii, pestii si altele organisme acvatice se adaptează treptat la schimbările de temperatură ambientală. Dar dacă, ca urmare a deversării efluenților fierbinți din întreprinderile industriale în râuri și lacuri, se stabilește rapid un nou regim de temperatură, nu este suficient timp pentru aclimatizare, organismele vii primesc un șoc termic și mor.

Șocul termic este rezultatul extrem al poluării termice. Evacuarea efluenților încălziți în corpurile de apă poate avea alte consecințe, mai insidioase. Unul dintre ele este efectul asupra proceselor metabolice.

Ca urmare a creșterii temperaturii apei, conținutul de oxigen din aceasta scade, în timp ce nevoia de el de către organismele vii crește. Nevoia crescută de oxigen, lipsa acestuia provoacă stres fiziologic sever și chiar moarte. Încălzirea artificială a apei poate schimba semnificativ comportamentul peștilor - provoacă depunerea prematură a icrelor, perturbă migrația

O creștere a temperaturii apei poate perturba structura florei rezervoarelor. Algele caracteristice apei reci sunt înlocuite cu altele mai termofile și, în final, cu temperaturi mari sunt complet înlocuite de acestea și apar condiții favorabile pentru dezvoltarea în masă a algelor albastre-verzi în rezervoare - așa-numita „înflorire a apei”. Toate efectele de mai sus ale poluării termice a corpurilor de apă provoacă daune mari. ecosistemelor naturaleși conduc la schimbări dăunătoare în mediul uman. Pagubele rezultate din poluarea termică pot fi împărțite în: - economice (pierderi datorate scăderii productivității corpurilor de apă, costul eliminării consecințelor poluării); sociale (daune estetice din degradarea peisajului); mediului (distrugerea ireversibilă a ecosistemelor unice, dispariția speciilor, daune genetice).

Calea care va permite oamenilor să evite impasul ecologic este acum clară. Acestea sunt tehnologii fără deșeuri și cu deșeuri reduse, transformarea deșeurilor în resurse utile. Dar va dura zeci de ani pentru a aduce ideea la viață.

Metode de tratare a apelor uzate

Tratarea apelor uzate este tratarea apelor uzate pentru a distruge sau a elimina substanțele nocive din aceasta. Metodele de curățare pot fi împărțite în mecanice, chimice, fizico-chimice și biologice.

Esența metodei mecanice

epurarea constă în faptul că impuritățile existente sunt îndepărtate din apele uzate prin decantare și filtrare. Tratamentul mecanic vă permite să izolați până la 60-75% din impuritățile insolubile din apele uzate menajere și până la 95% din apele uzate industriale, dintre care multe (ca materiale valoroase) sunt folosite în producție.

Metoda chimică constă în faptul că la apa uzată se adaugă diverși reactivi chimici, care reacţionează cu poluanţii şi îi precipită sub formă de precipitate insolubile. Curățarea chimică realizează o reducere a impurităților insolubile cu până la 95% și a impurităților solubile până la 25%.

Cu metoda fizico-chimică

Tratarea apelor uzate îndepărtează impuritățile anorganice fin dispersate și dizolvate și distruge substanțele organice și slab oxidate. Dintre metodele fizico-chimice, cel mai des sunt utilizate coagularea, oxidarea, sorbția, extracția etc., precum și electroliza. Electroliza este distrugerea materiei organice din apele uzate și extragerea metalelor, acizilor și a altor substanțe anorganice prin fluxul de curent electric. Tratarea apelor uzate prin electroliza este eficientă în instalațiile de plumb și cupru, în industria vopselelor și lacurilor.

De asemenea, apele uzate sunt tratate cu ultrasunete, ozon, rășini schimbătoare de ioni și presiune înaltă. Curățarea prin clorinare s-a dovedit bine.

Dintre metodele de epurare a apelor uzate, o metodă biologică bazată pe utilizarea legilor de autoepurare biochimică a râurilor și a altor corpuri de apă ar trebui să joace un rol important. Se folosesc diverse tipuri de dispozitive biologice: biofiltre, iazuri biologice etc. În biofiltre, apele uzate sunt trecute printr-un strat de material cu granulație grosieră acoperit cu o peliculă bacteriană subțire. Datorită acestui film, procesele de oxidare biologică decurg intens.

În iazurile biologice, toate organismele care locuiesc în rezervor participă la tratarea apelor uzate. Înainte de tratarea biologică, apele uzate sunt supuse epurării mecanice, iar după epurare biologică (pentru a elimina bacterii patogene) și curățarea chimică, clorarea cu clor lichid sau înălbitor. Pentru dezinfecție se folosesc și alte metode fizice și chimice (ultrasunete, electroliză, ozonare etc.). metoda biologica dă scoruri de top la curățarea deșeurilor municipale, precum și a deșeurilor de la întreprinderile de rafinare a petrolului, industria celulozei și hârtiei și producția de fibre artificiale.

Pentru a reduce poluarea hidrosferei, este de dorit să fie reutilizată în procese închise, care economisesc resurse și fără deșeuri în industrie, irigarea prin picurare în agricultură și utilizarea economică a apei în producție și acasă.

3. Litosferă

Perioada de la 1950 până în prezent se numește perioada revoluției științifice și tehnologice. Până la sfârșitul secolului XX, au avut loc schimbări uriașe în tehnologie, au apărut noi mijloace de comunicare și tehnologii informaționale, care au schimbat dramatic posibilitățile de schimb de informații și au reunit cele mai îndepărtate puncte ale planetei. Lumea se schimbă literalmente rapid în fața ochilor noștri, iar umanitatea în acțiunile sale nu ține întotdeauna pasul cu aceste schimbări.

Problemele de mediu nu au apărut de la sine. Acesta este rezultatul dezvoltării naturale a civilizației, în care regulile formulate anterior pentru comportamentul oamenilor în relațiile lor cu natura inconjuratoare iar în cadrul societăţii umane, care susţinea o existenţă stabilă, a intrat în conflict cu noile condiţii create progresul științific și tehnologic. În noile condiții, este necesar să se formeze atât noi reguli de conduită, cât și o nouă moralitate, ținând cont de toate cunoștințele științelor naturale. Cea mai mare dificultate, care determină mult în decizie probleme de mediu- preocuparea încă insuficientă a societății umane în ansamblu și a multor lideri ai acesteia cu problemele conservării mediului.

Litosfera, structura ei

Omul există într-un anumit spațiu, iar componenta principală a acestui spațiu este suprafața pământului - suprafața litosferei.

Litosfera se numește învelișul solid al Pământului, constând din scoarța terestră și stratul mantalei superioare care stă la baza scoarței terestre. Distanța limitei inferioare a scoarței terestre de suprafața Pământului variază în intervalul de 5-70 km, iar mantaua Pământului atinge o adâncime de 2900 km. După el, la o distanță de 6371 km de suprafață, se află un nucleu.

Terenul ocupă 29,2% din suprafața globului. Straturile superioare ale litosferei se numesc sol. Acoperirea solului este cea mai importantă formatiune naturalași o componentă a biosferei Pământului. Învelișul solului este cel care determină multe procese care au loc în biosferă.

Solul este principala sursă de hrană, oferind 95-97% din resursele alimentare pentru populația lumii. Zonă resursele funciare lumea are 129 de milioane de metri pătrați. km, sau 86,5% din suprafața terenului. Terenurile arabile și plantațiile perene din componența terenului agricol ocupă aproximativ 10% din teren, pajești și pășuni - 25% din teren. Fertilitatea solului și condițiile climatice determină posibilitatea existenței și dezvoltării sisteme ecologice pe pământ. Din păcate, din cauza exploatării necorespunzătoare, o parte din pământul fertil se pierde în fiecare an. Astfel, în ultimul secol, ca urmare a eroziunii accelerate, s-au pierdut 2 miliarde de hectare de teren fertil, ceea ce reprezintă 27% din suprafața totală a terenului folosită pentru agricultură.

Surse de poluare a solului.

Litosfera este poluată cu poluanți și deșeuri lichizi și solizi. S-a stabilit că anual se generează o tonă de deșeuri pe locuitor al Pământului, inclusiv peste 50 kg de polimeri, greu de descompus.

Sursele de poluare a solului pot fi clasificate după cum urmează.

Clădiri de locuințe și utilități publice. Compoziția poluanților din această categorie de surse este dominată de deșeurile menajere, deșeurile alimentare, deșeurile de construcții, deșeurile de la sistemele de încălzire, obiectele menajere uzate etc. Toate acestea sunt colectate și duse la gropile de gunoi. Pentru orașele mari, colectarea și distrugerea deșeurilor menajere în gropile de gunoi a devenit o problemă insolubilă. Simpla ardere a gunoiului în gropile din oraș este însoțită de eliberarea de substanțe toxice. La arderea unor astfel de obiecte, de exemplu, polimeri care conțin clor, se formează substanțe foarte toxice - dioxizi. Cu toate acestea, în ultimii ani s-au dezvoltat metode de distrugere a deșeurilor menajere prin incinerare. O metodă promițătoare este arderea unor astfel de resturi peste topiturile fierbinți ale metalelor.

Întreprinderi industriale. În deșeurile industriale solide și lichide, există constant substanțe care pot avea efect toxic asupra organismelor vii și a plantelor. De exemplu, sărurile de metale grele neferoase sunt de obicei prezente în deșeurile din industria metalurgică. Industria ingineriei eliberează cianuri, arsenic și compuși de beriliu în mediu; în producţia de materiale plastice şi fibre artificiale se formează deșeuri care conțin fenol, benzen, stiren; în producția de cauciucuri sintetice, deșeurile de catalizator, cheaguri de polimeri substandard ajung în sol; în producția de produse din cauciuc, ingrediente asemănătoare prafului, funingine, care se depun pe sol și plante, deșeurile din cauciuc-textile și piese din cauciuc, sunt eliberate în mediu, iar în timpul funcționării anvelopelor, anvelopele uzate și defecte, camere de aer și benzi de jantă. Depozitarea și eliminarea anvelopelor uzate este în prezent probleme nerezolvate, deoarece acest lucru provoacă adesea incendii puternice, care sunt foarte greu de stins. Gradul de utilizare al anvelopelor uzate nu depășește 30% din volumul total al acestora.

Transport. În timpul funcționării motoarelor cu ardere internă, oxizii de azot, plumbul, hidrocarburile, monoxidul de carbon, funinginea și alte substanțe sunt intens eliberate, depuse pe suprafața pământului sau absorbite de plante. În acest din urmă caz, aceste substanțe pătrund și în sol și sunt implicate în ciclul asociat lanțurilor trofice.

Agricultură. Poluarea solului în agricultură are loc din cauza introducerii unor cantități uriașe de îngrășăminte minerale și pesticide. Se știe că unele pesticide conțin mercur.

Contaminarea solului cu metale grele. Metalele grele sunt metale neferoase a căror densitate este mai multa densitate glandă. Acestea includ plumb, cupru, zinc, nichel, cadmiu, cobalt, crom, mercur.

O caracteristică a metalelor grele este că, în cantități mici, aproape toate sunt necesare plantelor și organismelor vii. În corpul uman, metalele grele sunt implicate în procese biochimice vitale. Cu toate acestea, depășirea cantității permise duce la boli grave.

...

Documente similare

Starea hidrosferei, litosferei, atmosferei Pământului și cauzele poluării acestora. Metode de eliminare a deșeurilor ale întreprinderilor. Cum să obțineți surse alternative energie care nu dăunează naturii. Impactul poluării mediului asupra sănătății umane.

rezumat, adăugat 02.11.2010


Conceptul și structura biosferei ca înveliș viu al planetei Pământ. Principalele caracteristici ale atmosferei, hidrosferei, litosferei, mantalei și nucleului Pământului. Compoziția chimică, masa și energia materiei vii. Procese și fenomene care apar în natura animată și neînsuflețită.

rezumat, adăugat 11.07.2013


Surse de poluare ale atmosferei, hidrosferei și litosferei. Metode de protecție a acestora împotriva impurităților chimice. Sisteme si dispozitive de colectare a prafului, metode mecanice de curatare a aerului praf. procesele de eroziune. Raționalizarea poluării în acoperirea solului.

curs de prelegeri, adăugat 04.03.2015


Surse naturale de poluare a aerului. Conceptul de sedimentare uscată, metode de calcul a acesteia. Compuși de azot și clor ca substanțe principale care distrug stratul de ozon. Problema reciclării și eliminării deșeurilor. Indicator chimic al poluării apei.

test, adaugat 23.02.2009


Poluarea aerului. Tipuri de poluare a hidrosferei. Poluarea mărilor și oceanelor. Poluarea râurilor și lacurilor. Bând apă. Relevanța problemei poluării corpurilor de apă. Coborârea apelor uzate în rezervoare. Metode de tratare a apelor uzate.

rezumat, adăugat la 06.10.2006


Omul și mediul înconjurător: o istorie a interacțiunii. Poluarea fizică, chimică, informațională și biologică care încalcă procesele de circulație și metabolism, consecințele acestora. Surse de poluare ale hidrosferei și litosferei din Nijni Novgorod.

rezumat, adăugat 06.03.2014


Principalele tipuri de poluare ale biosferei. Poluarea antropică a atmosferei, litosferei și solului. Rezultatul poluării hidrosferei. Impactul poluării atmosferice asupra corpului uman. Măsuri de prevenire impacturi antropice asupra mediului.

prezentare, adaugat 12.08.2014


Producții care afectează mediul înconjurător. Modalitati de poluare a aerului in timpul constructiei. Măsuri de protecție a atmosferei. Surse de poluare ale hidrosferei. Igienizarea și curățarea teritoriilor. Surse de zgomot excesiv asociate echipamentelor de construcții.

prezentare, adaugat 22.10.2013


Informații generale despre impactul factorilor antropici asupra sănătății publice. Influența poluării atmosferei, hidrosferei și litosferei asupra sănătății umane. Lista bolilor asociate cu poluarea aerului. Principalele surse de pericol.

rezumat, adăugat 07.11.2013


Surse industriale poluarea biosferei. Clasificarea substanțelor nocive în funcție de gradul de impact asupra omului. Situație sanitar-epidemică în orașe. Deficiențe în organizarea neutralizării și eliminării deșeurilor menajere și industriale solide, lichide.

Să examinăm mai detaliat componentele biosferei.

Scoarta terestra - este un înveliș solid transformat în timpul geologic, care alcătuiește partea superioară a litosferei Pământului. O serie de minerale din scoarța terestră (calcar, cretă, fosforite, petrol, cărbune etc.) au apărut din țesuturile organismelor moarte. Este un fapt paradoxal că organismele vii relativ mici ar putea provoca fenomene la scară geologică, ceea ce se explică prin capacitatea lor cea mai mare de a se reproduce. De exemplu, în condiții favorabile, virionul holeric poate crea o masă de materie egală cu masa scoarței terestre în doar 1,75 zile! Se poate presupune că în biosferele epocilor anterioare, mase colosale de materie vie s-au deplasat în jurul planetei, formând rezerve de petrol, cărbune etc., ca urmare a morții.

Biosfera există prin utilizarea în mod repetat a acelorași atomi. În același timp, ponderea a 10 elemente situate în prima jumătate a sistemului periodic (oxigen - 29,5%, sodiu, magneziu - 12,7%, aluminiu, siliciu - 15,2%, sulf, potasiu, calciu, fier - 34,6%) reprezintă 99% din întreaga masă a planetei noastre (masa Pământului este de 5976 * 10 21 kg), iar 1% este reprezentată de restul elementelor. Cu toate acestea, semnificația acestor elemente este foarte mare - ele joacă un rol esențial în materia vie.

IN SI. Vernadsky a împărțit toate elementele biosferei în 6 grupuri, fiecare dintre ele îndeplinește anumite funcții în viața biosferei. Primul grup – gaze inerte (heliu, cripton, neon, argon, xenon). A doua grupă – metale nobile (ruteniu, paladiu, platină, osmiu, iridiu, aur). În scoarța terestră, elementele acestor grupuri sunt inactive din punct de vedere chimic, masa lor este nesemnificativă (4,4 * 10 -4% din masa scoarței terestre), iar participarea la formarea materiei vii este puțin studiată. Al treilea grup - lantanide (14 elemente chimice - metale) alcătuiesc 0,02% din masa scoarței terestre și rolul lor în biosferă nu a fost studiat. A patra grupă – elemente radioactive sunt principala sursă de formare a căldurii interne a Pământului și afectează creșterea organismelor vii (0,0015% din masa scoarței terestre). Unele elemente a cincea grupă - elemente împrăștiate (0,027% din scoarța terestră) - joacă un rol esențial în viața organismelor (de exemplu, iod și brom). cel mai mare a șasea grupă constitui elemente ciclice , care, după ce au suferit o serie de transformări în procesele geochimice, revin la stările lor chimice inițiale. Acest grup include 13 elemente ușoare (hidrogen, carbon, azot, oxigen, sodiu, magneziu, aluminiu, siliciu, fosfor, sulf, clor, potasiu, calciu) și un element greu (fier).

biota Este totalitatea tuturor tipurilor de plante, animale și microorganisme. Biota este o parte activă a biosferei, care determină toate cele mai importante reacții chimice, în urma cărora se creează principalele gaze ale biosferei (oxigen, azot, monoxid de carbon, metan) și se stabilesc relații cantitative între ele. Biota formează continuu minerale biogene și menține o compoziție chimică constantă a apelor oceanice. Masa sa nu depășește 0,01% din masa întregii biosfere și este limitată de cantitatea de carbon din biosferă. Biomasa principală este formată din plante terestre verzi - aproximativ 97%, iar biomasa animalelor și microorganismelor - 3%.

Biota este compusă în principal din elemente ciclice. Deosebit de important este rolul unor elemente precum carbonul, azotul și hidrogenul, al căror procent în biotă este mai mare decât în ​​scoarța terestră (de 60 de ori carbon, de 10 ori azot și hidrogen). Figura prezintă o diagramă a unui ciclu închis al carbonului. Doar datorită circulației elementelor principale în astfel de cicluri (în primul rând carbonul), existența vieții pe Pământ este posibilă.

Poluarea litosferei. Viața, biosfera și cea mai importantă verigă a mecanismului său - acoperirea solului, numită în mod obișnuit pământ - alcătuiesc unicitatea planetei noastre în univers. Iar în evoluția biosferei, în fenomenele vieții de pe Pământ, importanța acoperirii solului (pământ, ape puțin adânci și raft) ca înveliș planetar special a crescut invariabil.

Acoperirea solului este cea mai importantă formațiune naturală. Rolul său în viața societății este determinat de faptul că solul este principala sursă de hrană, furnizând 95-97% din resursele alimentare pentru populația lumii. O proprietate specială a acoperirii solului este sa fertilitate , care este înțeles ca un ansamblu de proprietăți ale solului care asigură randamentul culturilor agricole. Fertilitatea naturală a solului este asociată cu furnizarea de nutrienți din acesta și cu regimurile sale de apă, aer și termice. Solul asigură nevoia plantelor în hrana cu apă și azot, fiind cel mai important agent al activității lor fotosintetice. Fertilitatea solului depinde și de cantitatea de energie solară acumulată în acesta. Acoperirea solului aparține unui sistem biologic autoreglabil, care este cea mai importantă parte a biosferei în ansamblu. Organismele vii, plantele și animalele care locuiesc pe Pământ fixează energia solară sub formă de fito- sau zoomass. Productivitatea ecosistemelor terestre depinde de echilibrul de căldură și apă de pe suprafața pământului, ceea ce determină varietatea formelor de energie și schimb de materie în anvelopa geografică a planetei.

O atenție deosebită trebuie acordată resurselor terenurilor. Suprafața resurselor terestre din lume este de 149 milioane km2, sau 86,5% din suprafața terenului. Teren arabil și plantații perene ca parte a terenului agricol ocupă în prezent circa 15 milioane km 2 (10% din teren), fânețe și pășuni - 37,4 milioane km 2 (25%) Suprafața totală a terenului arabil este estimată de diverși cercetători în moduri diferite: de la 25 la 32 milioane km 2. Resursele terestre ale planetei fac posibilă furnizarea de alimente mai multor oameni decât este disponibil în prezent și va fi în viitorul apropiat. Cu toate acestea, din cauza creșterii populației, în special în țările în curs de dezvoltare, cantitatea de teren arabil pe cap de locuitor este în scădere. Chiar și acum 10-15 ani, securitatea psihică a populației Pământului cu teren arabil era de 0,45-0,5 hectare, în prezent este deja de 0,35-37 hectare.

Se numesc toate componentele materiale utilizabile ale litosferei utilizate în economie ca materii prime sau surse de energie resurse Minerale . Mineralele pot fi minereu dacă din el se extrag metale și nemetalice , dacă din acesta sunt extrase componente nemetalice (fosfor etc.) sau folosite ca materiale de construcție.

Dacă bogăția minerală utilizate ca combustibil (cărbune, petrol, gaz, șisturi bituminoase, turbă, lemn, energie nucleară) și în același timp ca sursă de energie în motoare pentru producerea aburului și a energiei electrice, se numesc resurse de combustibil și energie .

Hidrosferă . Apa ocupă partea predominantă a biosferei Pământului (71% din suprafața pământului) și reprezintă aproximativ 4% din masa scoarței terestre. Grosimea sa medie este de 3,8 km, adâncimea medie - 3554 m, suprafață: 1350 milioane km 2 - oceane, 35 milioane km 2 - apă dulce.

Masa apei oceanice reprezintă 97% din masa întregii hidrosfere (2 * 10 21 kg). Rolul oceanului în viața biosferei este enorm: în el au loc principalele reacții chimice, care determină producerea de biomasă și tratament chimic biosferă. Deci, în 40 de zile, stratul de apă de la suprafață de cinci sute de metri din ocean trece prin aparatul de filtrare a planctonului, prin urmare (ținând cont de amestecare) toată apa oceanică a oceanului este supusă epurării în timpul anului. Toate componentele hidrosferei (vaporii de apă atmosferici, apele mărilor, râurile, lacurile, ghețarii, mlaștinile, apele subterane) sunt în continuă mișcare și reînnoire.

Apa stă la baza biotei (materia vie este 70% apă) iar importanța ei în viața biosferei este decisivă. Cele mai importante funcții ale apei pot fi denumite astfel:

1. producția de biomasă;

2. purificarea chimică a biosferei;

3. asigurarea echilibrului carbonului;

4. stabilizarea climei (apa joacă rolul de tampon în procesele termice de pe planetă).

Marea importanță a oceanului mondial constă în faptul că produce aproape jumătate din oxigenul total din atmosferă cu fitoplanctonul său, adică. este un fel de „plămân” al planetei. În același timp, plantele și microorganismele oceanului aflate în procesul de fotosinteză absorb anual o parte mult mai mare de dioxid de carbon decât o absorb plantele de pe uscat.

organisme vii din ocean – hidrobionați - se împart în trei grupe ecologice principale: plancton, necton și bentos. Plancton - un ansamblu de plante (fitoplancton), organisme vii (zooplancton) și bacterii (bacterioplancton) care plutesc pasiv și sunt purtate de curenții marini. Nekton - acesta este un grup de organisme vii care înot activ, care se deplasează pe distanțe considerabile (pești, cetacee, foci, șerpi și țestoase de mare, calmari caracatiță etc.). Bentos - sunt organisme care traiesc pe fundul marii: sesile (corali, alge, bureti); vizuini (viermi, moluște); târâș (crustacee, echinoderme); plutind liber în partea de jos. Zonele de coastă ale oceanelor și mărilor sunt cele mai bogate în bentos.

Oceanele sunt o sursă de resurse minerale uriașe. Din el se extrage deja petrol, gaz, 90% brom, 60% magneziu, 30% sare etc. Oceanul are rezerve uriașe de aur, platină, fosforiți, oxizi de fier și mangan și alte minerale. Nivelul de minerit din ocean este în continuă creștere.

Poluarea hidrosferei. În multe regiuni ale lumii, starea corpurilor de apă este de mare îngrijorare. Poluarea resurselor de apă, nu fără motiv, este acum privită drept cea mai gravă amenințare pentru mediu. Rețeaua fluvială funcționează de fapt ca sistemul natural de canalizare al civilizației moderne.

Cele mai poluate sunt mările interioare. Au o coastă mai lungă și, prin urmare, sunt mai predispuse la poluare. Experiența acumulată a luptei pentru puritatea mărilor arată că aceasta este o sarcină incomparabil mai dificilă decât protecția râurilor și a lacurilor.

Procesele de poluare a apei sunt cauzate de diverși factori. Principalele sunt: ​​1) evacuarea apelor uzate neepurate în corpurile de apă; 2) spălarea pesticidelor cu precipitații abundente; 3) emisii de gaze și fum; 4) scurgeri de ulei și produse petroliere.

Cel mai mare prejudiciu adus corpurilor de apă este cauzat de eliberarea în acestea a apelor uzate neepurate - industriale, menajere, colectoare și de drenaj etc. Apele uzate industriale poluează ecosistemele cu diverse componente, în funcție de specificul industriilor.

Nivelul de poluare al mărilor Rusiei (cu excepția Marea Alba), conform Raportului de stat „Cu privire la starea mediului în Federația Rusă”, în 1998. a depășit MPC pentru conținutul de hidrocarburi, metale grele, mercur; surfactanți (surfactanți) în medie de 3-5 ori.

Pătrunderea poluării în fundul oceanului are un impact grav asupra naturii proceselor biochimice. În acest sens, evaluarea siguranței mediului în extracția planificată a mineralelor din fundul oceanului, în primul rând noduli de fier-mangan care conțin mangan, cupru, cobalt și alte metale valoroase, este de o importanță deosebită. În procesul de greblare a fundului, însăși posibilitatea vieții pe fundul oceanului va fi distrusă pentru o perioadă lungă de timp, iar pătrunderea substanțelor extrase de la fund la suprafață poate afecta negativ atmosfera aerului din regiune.

Volumul imens al Oceanului Mondial mărturisește inepuizabilitatea resurselor naturale ale planetei. În plus, Oceanul Mondial este un colector de ape râurilor terestre, primind anual aproximativ 39 mii km 3 de apă. Poluarea emergentă a Oceanului Mondial amenință să perturbe procesul natural de circulație a umidității în cea mai critică legătură a sa - evaporarea de la suprafața oceanului.

În Codul Apelor al Federației Ruse, conceptul " resurse de apă ” se definește ca fiind „rezerve de ape de suprafață și subterane situate în corpuri de apă care sunt utilizate sau pot fi utilizate”. Apa este cea mai importantă componentă a mediului, o resursă naturală regenerabilă, limitată și vulnerabilă, folosită și protejată în Federația Rusă ca bază a vieții și activității popoarelor care trăiesc pe teritoriul său, asigură bunăstarea economică, socială, de mediu. fiind a populatiei, existenta florei si faunei.

Orice corp de apă sau sursă de apă este asociată cu mediul său extern. Este influențată de condițiile de formare a scurgerii apelor de suprafață sau subterane, diverse fenomene naturale, industrie, construcții industriale și municipale, transporturi, activități umane economice și casnice. Consecința acestor influențe este introducerea de substanțe noi, neobișnuite, în mediul acvatic - poluanți care degradează calitatea apei. Poluarea care intră în mediul acvatic este clasificată în diferite moduri, în funcție de abordări, criterii și sarcini. Deci, de obicei, alocați poluarea chimică, fizică și biologică. Poluarea chimică este o modificare a proprietăților chimice naturale ale apei datorită creșterii conținutului de impurități nocive din aceasta, atât anorganice (săruri minerale, acizi, alcali, particule de argilă), cât și de natură organică (petrol și produse petroliere, reziduuri organice, surfactanți, pesticide).

În ciuda fondurilor uriașe cheltuite pentru construcția instalațiilor de epurare, multe râuri sunt încă murdare, mai ales în zonele urbane. Procesele de poluare au atins chiar oceanele. Și acest lucru nu pare surprinzător, din moment ce toate prinse în râuri poluanti în cele din urmă se grăbesc spre ocean și ajung la el dacă sunt greu de descompus.

Consecințele asupra mediului ale poluării ecosistemelor marine sunt exprimate în următoarele procese și fenomene:

încălcarea stabilității ecosistemelor;

eutrofizare progresivă;

apariția „mareelor ​​roșii”;

acumularea de substanțe toxice chimice în biotă;

scăderea productivității biologice;

apariția mutagenezei și carcinogenezei în mediul marin;

poluarea microbiologică a regiunilor de coastă ale lumii.

Protejarea ecosistemului acvatic este o problemă complexă și foarte importantă. În acest scop, următoarele masuri de protectie a mediului:

– dezvoltarea tehnologiilor fără deșeuri și fără apă; introducerea sistemelor de reciclare a apei;

– tratarea apelor uzate (industriale, municipale etc.);

– injectarea apelor uzate în acviferele adânci;

– purificarea și dezinfecția apelor de suprafață utilizate pentru alimentarea cu apă și în alte scopuri.

Principalul poluant al apelor de suprafață este apele uzate, prin urmare, dezvoltarea și implementarea unor metode eficiente de tratare a apelor uzate este o sarcină foarte urgentă și importantă pentru mediu. Cea mai eficientă modalitate de a proteja apele de suprafață de poluarea prin canalizare este dezvoltarea și implementarea unei tehnologii de producție anhidre și fără deșeuri, a cărei etapă inițială este crearea unei surse de apă circulantă.

Atunci când se organizează un sistem de alimentare cu apă de reciclare, acesta include o serie de instalații și instalații de tratare, ceea ce face posibilă crearea unui ciclu închis pentru utilizarea apelor uzate industriale și menajere. Cu această metodă de tratare a apei, apele uzate sunt întotdeauna în circulație și intrarea lor în corpurile de apă de suprafață este complet exclusă.

Datorită varietății uriașe de compoziție a apelor uzate, există diverse metode de tratare a acestora: mecanice, fizico-chimice, chimice, biologice etc. În funcție de gradul de nocivitate și natura poluării, epurarea apelor uzate poate fi efectuată de orice o metodă sau un set de metode (metodă combinată). Procesul de epurare presupune tratarea nămolului (sau a biomasei în exces) și dezinfectarea apelor uzate înainte de a fi evacuate într-un rezervor.

În ultimii ani, au fost dezvoltate în mod activ noi metode eficiente care contribuie la respectarea mediului înconjurător a proceselor de tratare a apelor uzate:

– metode electrochimice bazate pe procesele de oxidare anodica si reducere catodica, electrocoagulare si electroflotatie;

– procese de purificare membranară (ultrafiltre, electrodializă și altele);

– tratament magnetic, care îmbunătățește flotarea particulelor în suspensie;

– purificarea prin radiații a apei, care face posibilă supunerea poluanților la oxidare, coagulare și descompunere în cel mai scurt timp posibil;

- ozonarea, în care apele uzate nu formează substanțe care afectează negativ procesele biochimice naturale;

- introducerea de noi tipuri selective pentru separarea selectivă a componentelor utile din apele uzate în scopul reciclării și altele.

Se știe că pesticidele și îngrășămintele spălate de scurgerile de suprafață de pe terenurile agricole joacă un rol în contaminarea corpurilor de apă. Pentru a preveni pătrunderea efluenților poluanți în corpurile de apă, este necesar un set de măsuri, inclusiv:

respectarea normelor si conditiilor de aplicare a ingrasamintelor si pesticidelor;

tratament focal și pe bandă cu pesticide în loc de continuu;

aplicarea de îngrășăminte sub formă de granule și, dacă este posibil, împreună cu apa de irigare;

înlocuirea pesticidelor prin metode biologice de protecţie a plantelor.

Măsurile de protecție a apelor și mărilor și a Oceanului Mondial sunt de eliminare a cauzelor deteriorării calității și poluării apelor. În explorarea și dezvoltarea zăcămintelor de petrol și gaze de pe platformele continentale ar trebui avute în vedere măsuri speciale de prevenire a poluării apei de mare. Este necesar să se introducă o interdicție a aruncării de substanțe toxice în ocean și să se mențină un moratoriu asupra testării armelor nucleare.

Atmosfera - mediul aerian din jurul Pământului, masa acestuia este de aproximativ 5,15 * 10 18 kg. Are o structură stratificată și constă din mai multe sfere, între care există straturi de tranziție - pauze. În sfere, cantitatea de aer și temperatura se modifică.

În funcție de distribuția temperaturii, atmosfera se împarte în:

– troposfera (lungimea sa în înălțime la latitudinile mijlocii este de 10-12 km deasupra nivelului mării, la poli - 7-10, deasupra ecuatorului - 16-18 km, aici este concentrată mai mult de 4/5 din masa atmosferei terestre ; datorită încălzirii neuniforme a suprafeței pământului în troposferă se formează curenți de aer vertical puternici, se observă instabilitatea temperaturii, umiditatea relativă, presiunea, temperatura aerului în troposferă scade în înălțime cu 0,6 ° C la fiecare 100 m și variază de la +40 la -50 ° C);

– stratosferă (are o lungime de aproximativ 40 km, aerul din el este rarefiat, umiditatea este scăzută, temperatura aerului este de la -50 la 0 ° C la altitudini de aproximativ 50 km; în stratosferă, sub influența radiațiilor cosmice și partea cu unde scurte a radiației ultraviolete a soarelui, moleculele de aer sunt ionizate, rezultând formarea stratului de ozon situat la o altitudine de 25-40 km);

– mezosferă (de la 0 la -90 o C la altitudini de 50-55 km);

– termosferă (se caracterizează printr-o creștere continuă a temperaturii cu creșterea altitudinii - la o altitudine de 200 km 500 ° C, iar la o altitudine de 500-600 km depășește 1500 ° C; în termosferă, gazele sunt foarte rarefiate, moleculele lor se deplasează cu viteză mare, dar rareori se ciocnesc între ele și, prin urmare, nu pot provoca nici măcar o încălzire ușoară a corpului situat aici);

– exosfera (de la câteva sute de km).

Încălzirea neuniformă contribuie la circulația generală a atmosferei, care afectează vremea și clima Pământului.

Compoziția gazelor atmosferice este următoarea: azot (79,09%), oxigen (20,95%), argon (0,93%), dioxid de carbon (0,03%) și o cantitate mică de gaze inerte (heliu, neon, kripton, xenon) , amoniac, metan, hidrogen etc. Straturile inferioare ale atmosferei (20 km) conțin vapori de apă, a căror cantitate scade rapid odată cu înălțimea. La o altitudine de 110-120 km, aproape tot oxigenul devine atomic. Se presupune că peste 400-500 km și azotul este în stare atomică. Compozitia oxigen-azot persista aproximativ pana la o altitudine de 400-600 km. Stratul de ozon, care protejează organismele vii de radiațiile dăunătoare cu unde scurte, este situat la o altitudine de 20-25 km. Peste 100 km, proporția gazelor ușoare crește, iar la altitudini foarte mari predomină heliul și hidrogenul; o parte din moleculele de gaz se descompun în atomi și ioni, formându-se ionosferă . Presiunea și densitatea aerului scad odată cu înălțimea.

Poluarea aerului. Atmosfera are un impact uriaș asupra proceselor biologice de pe uscat și în corpurile de apă. Oxigenul conținut în acesta este utilizat în procesul de respirație al organismelor și în timpul mineralizării materiei organice, dioxidul de carbon este consumat în timpul fotosintezei de către plantele autotrofe, iar ozonul reduce radiația ultravioletă a soarelui dăunătoare organismelor. În plus, atmosfera contribuie la conservarea căldurii Pământului, reglează clima, percepe produsele metabolice gazoase, transportă vaporii de apă în jurul planetei etc. Fără atmosferă, existența oricăror organisme complexe este imposibilă. Prin urmare, problemele de prevenire a poluării aerului au fost și rămân mereu relevante.

Pentru aprecierea compoziţiei şi poluării atmosferei se utilizează conceptul de concentraţie (C, mg/m 3).

Aerul natural pur are următoarea compoziție (în % vol): azot 78,8%; oxigen 20,95%; argon 0,93%; C02 0,03%; alte gaze 0,01%. Se crede că o astfel de compoziție ar trebui să corespundă aerului la o înălțime de 1 m deasupra suprafeței oceanului, departe de coastă.

Ca și pentru toate celelalte componente ale biosferei, există două surse principale de poluare a atmosferei: naturală și antropică (artificială). Întreaga clasificare a surselor de poluare poate fi reprezentată conform diagramei structurale de mai sus: industria, transporturile, energia sunt principalele surse de poluare a aerului. După natura impactului asupra biosferei, poluanții atmosferici pot fi împărțiți în 3 grupe: 1) care afectează încălzirea climei globale; 2) distrugerea biotei; 3) distrugerea stratului de ozon.

Să notăm pe scurt caracteristicile unor poluanți atmosferici.

La poluanți primul grup ar trebui să includă CO 2, protoxid de azot, metan, freoni. În creație efect de sera » Principalul contributor este dioxidul de carbon, care crește cu 0,4% anual (pentru mai multe despre efectul de seră, vezi capitolul 3.3). Comparativ cu mijlocul secolului al XIX-lea, conținutul de CO 2 a crescut cu 25%, protoxid de azot cu 19%.

Freoni - compuși chimici care nu sunt caracteristici atmosferei, utilizați ca agenți frigorifici - sunt responsabili de 25% din crearea efectului de seră în anii 90. Calculele arată că, în ciuda Acordului de la Montreal din 1987. privind limitarea utilizării freonilor, până în 2040. concentrația freonilor principali va crește semnificativ (clorofluorocarburi de la 11 la 77%, clorofluorocarburi - de la 12 la 66%), ceea ce va duce la o creștere a efectului de seră cu 20%. Creșterea conținutului de metan din atmosferă a fost nesemnificativă, dar aportul specific al acestui gaz este de aproximativ 25 de ori mai mare decât cel al dioxidului de carbon. Dacă nu opriți fluxul de gaze „cu efect de seră” în atmosferă, temperaturile medii anuale de pe Pământ până la sfârșitul secolului al XXI-lea vor crește cu o medie de 2,5-5 ° C. Este necesar: să se reducă arderea combustibililor cu hidrocarburi și defrișările. Acesta din urmă este periculos, pe lângă faptul că duce la o creștere a carbonului în atmosferă, va determina și scăderea capacității de asimilare a biosferei.

La poluanți al doilea grup ar trebui să includă dioxid de sulf, solide în suspensie, ozon, monoxid de carbon, oxid nitric, hidrocarburi. Dintre aceste substanțe în stare gazoasă, dioxidul de sulf și oxizii de azot provoacă cele mai mari daune biosferei, care, în cursul reacțiilor chimice, sunt transformate în mici cristale de săruri de acid sulfuric și azotic. Cea mai acută problemă este poluarea aerului cu substanțe care conțin sulf. Dioxidul de sulf este dăunător plantelor. Intrând în frunză în timpul respirației, SO 2 inhibă activitatea vitală a celulelor. În acest caz, frunzele plantelor sunt mai întâi acoperite cu pete maro, apoi se usucă.

Dioxidul de sulf și ceilalți compuși ai săi irită membranele mucoase ale ochilor și tractul respirator. De lungă durată concentrațiile scăzute de SO 2 duce la gastrită cronică, hepatopatie, bronșită, laringită și alte boli. Există dovezi ale unei relații între conținutul de SO 2 din aer și rata mortalității cauzate de cancerul pulmonar.

În atmosferă, SO2 este oxidat la SO3. Oxidarea are loc catalitic sub influența urmelor de metale, în principal manganul. În plus, SO2 gazos și dizolvat în apă poate fi oxidat cu ozon sau peroxid de hidrogen. Combinându-se cu apa, SO3 formează acid sulfuric, care formează sulfați cu metalele prezente în atmosferă. Efectul biologic al sulfaților acizi la concentrații egale este mai pronunțat în comparație cu SO 2 . Dioxidul de sulf există în atmosferă de la câteva ore până la câteva zile, în funcție de umiditate și alte condiții.

În general, aerosolii de săruri și acizi pătrund în țesuturile sensibile ale plămânilor, devastează pădurile și lacurile, reduc culturile, distrug clădirile, monumentele arhitecturale și arheologice. Particulele în suspensie prezintă un pericol pentru sănătatea publică care îl depășește pe cel al aerosolilor acizi. Practic este un pericol orase mari. Solidele deosebit de nocive se găsesc în gazele de eșapament ale motoarelor diesel și ale motoarelor pe benzină în doi timpi. Cele mai multe particule din aerul de origine industrială din țările dezvoltate sunt captate cu succes prin tot felul de mijloace tehnice.

Ozon în stratul de suprafață apare ca urmare a interacțiunii hidrocarburilor formate în timpul arderii incomplete a combustibilului în motoarele de automobile și eliberate în timpul multor procese de producție, cu oxizi de azot. Este unul dintre cei mai periculoși poluanți care afectează sistemul respirator. Este cel mai intens pe vreme caldă.

Monoxidul de carbon, oxizii de azot și hidrocarburile pătrund în principal în atmosferă cu gazele de eșapament ale vehiculelor. Toți acești compuși chimici au un efect devastator asupra ecosistemelor la concentrații chiar mai mici decât cele admise pentru om, și anume: acidifică bazinele de apă, ucid organismele vii din ele, distrug pădurile și reduc recoltele (ozonul este deosebit de periculos). Studiile din Statele Unite au arătat că concentrațiile actuale de ozon reduc producția de sorg și porumb cu 1%, bumbacul și boabele de soia cu 7% și lucerna cu mai mult de 30%.

Dintre poluanții care distrug stratul de ozon stratosferic, trebuie remarcați freonii, compușii de azot, evacuarea avioanelor supersonice și rachetele.

Fluoroclorohidrocarburile, care sunt utilizate pe scară largă ca agenți frigorifici, sunt considerate principala sursă de clor în atmosferă. Ele sunt utilizate nu numai în unitățile frigorifice, ci și în numeroase cutii de aerosoli de uz casnic cu vopsele, lacuri, insecticide. Moleculele de freon sunt rezistente și pot fi transportate aproape neschimbate cu masele atmosferice pe distanțe mari. La altitudini de 15–25 km (zona cu conținut maxim de ozon), ele sunt expuse la razele ultraviolete și se descompun cu formarea de clor atomic.

S-a stabilit că în ultimul deceniu, pierderea stratului de ozon s-a ridicat la 12–15% la latitudinile polare și 4–8% la latitudinile mijlocii. În 1992, au fost stabilite rezultate uimitoare: zone cu o pierdere a stratului de ozon de până la 45% au fost găsite la latitudinea Moscovei. Deja acum, din cauza insolației ultraviolete crescute, se constată o scădere a recoltelor în Australia și Noua Zeelandă, o creștere a cancerului de piele.

Substantele tehnogene ale biosferei care au un efect nociv asupra biotei sunt clasificate astfel (se da o clasificare generala care este valabila nu numai pentru substantele gazoase). În funcție de gradul de pericol, toate substanțele nocive sunt împărțite în patru clase (Tabelul 2):

I - substante extrem de periculoase;

II - substante foarte periculoase;

III - substanțe moderat periculoase;

IV - substanțe cu risc redus.

Atribuirea unei substanțe dăunătoare unei clase de pericol se realizează în funcție de indicator, a cărui valoare corespunde celei mai înalte clase de pericol.

Aici: A) este o concentrație care, în timpul lucrului zilnic (cu excepția weekend-ului), timp de 8 ore, sau altă durată, dar nu mai mult de 41 de ore pe săptămână, pe toată durata experienței de muncă nu poate provoca boli sau abateri ale stării de sănătate detectate de metode moderne de cercetare în procesul muncii sau în perioadele îndepărtate ale vieții generațiilor prezente și următoare;

B) - doza unei substanțe care provoacă moartea a 50% dintre animale cu o singură injecție în stomac;

C) - doza unei substanțe care provoacă moartea a 50% dintre animale cu o singură aplicare pe piele;

D) - concentrația unei substanțe în aer, provocând moartea a 50% dintre animalele cu o expunere prin inhalare de 2-4 ore;

E) - raportul dintre concentrația maximă admisă a unei substanțe dăunătoare în aer la 20 ° C și concentrația letală medie pentru șoareci;

E) - raportul dintre concentrația letală medie a unei substanțe nocive și concentrația minimă (de prag) care provoacă o modificare a indicatorilor biologici la nivelul întregului organism, dincolo de limitele reacțiilor fiziologice adaptative;

G) - Raportul dintre concentrația minimă (de prag) care provoacă modificarea parametrilor biologici la nivelul întregului organism, dincolo de limitele reacțiilor fiziologice adaptative, și concentrația minimă (de prag) care provoacă un efect nociv într-o stare cronică. experimentați timp de 4 ore, de 5 ori pe săptămână timp de cel puțin 4 -x luni.

Tabelul 2 Clasificarea substanțelor nocive

Indicator	Normă pentru clasa de pericol
(A) Concentrația maximă admisă (MPC) de substanțe nocive în aerul zonei de lucru, mg/m 3
(B) Doza letală medie atunci când este injectată în stomac (MAD), mg/kg				peste 5000
(B) Doza letală medie atunci când este aplicată pe piele (MTD), mg/kg				peste 2500
(D) Concentrația letală medie în aer (TLC), mg/m 3				peste 50000
(E) Raportul posibilității de otrăvire prin inhalare (POI)
(E) Zona de acțiune acută (ZAZ)
(G) Zona cronică (ZZhA)	peste 10,0

Pericolul poluanților atmosferici pentru sănătatea umană depinde nu numai de conținutul acestora în aer, ci și de clasa de pericol. Pentru o evaluare comparativă a atmosferei orașelor, regiunilor, ținând cont de clasa de pericol a poluanților, se folosește indicele de poluare a aerului.

Indicii unici și complecși ai poluării aerului pot fi calculați pentru diferite intervale de timp - pentru o lună, un an. În același timp, în calcule se utilizează concentrațiile medii lunare și medii anuale de poluanți.

Pentru acei poluanți pentru care nu au fost stabilite MPC ( concentrația maximă admisă ), este setat niveluri de expunere sigure estimate (FORILE). De regulă, acest lucru se explică prin faptul că nu există o experiență acumulată în utilizarea lor, suficientă pentru a judeca consecințele pe termen lung ale impactului lor asupra populației. Dacă în procesele tehnologice sunt eliberate substanțe și intră în mediul aerian pentru care nu există MPC-uri sau SHEL-uri aprobate, întreprinderile sunt obligate să se adreseze organelor teritoriale ale Ministerului Resurselor Naturale pentru a stabili standarde temporare. În plus, pentru unele substanțe care poluează aerul din când în când, au fost stabilite doar MPC-uri unice (de exemplu, pentru formol).

Pentru unele metale grele, nu numai conținutul mediu zilnic în aerul atmosferic (MPC ss) este normalizat, ci și concentrația maximă admisă în timpul măsurătorilor unice (MPC rz) în aerul zonei de lucru (de exemplu, pentru plumb - MPC). ss = 0,0003 mg / m 3 și MPC pz \u003d 0,01 mg / m 3).

Concentrațiile admisibile de praf și pesticide în aerul atmosferic sunt, de asemenea, standardizate. Deci, pentru praful care conține dioxid de siliciu, MPC depinde de conținutul de SiO2 liber din acesta; când conținutul de SiO2 se schimbă de la 70% la 10%, MPC se schimbă de la 1 mg/m3 la 4,0 mg/m3.

Unele substanțe au un efect dăunător unidirecțional, care se numește efect de însumare (de exemplu, acetonă, acroleină, anhidridă ftalică - grupa 1).

Poluarea antropică a atmosferei poate fi caracterizată prin durata prezenței lor în atmosferă, prin rata de creștere a conținutului lor, prin scara influenței, prin natura influenței.

Durata prezenței acelorași substanțe este diferită în troposferă și stratosferă. Deci, CO 2 este prezent în troposferă timp de 4 ani, iar în stratosferă - 2 ani, ozonul - 30-40 de zile în troposferă și 2 ani în stratosferă și oxidul nitric - 150 de ani (atât acolo, cât și acolo) .

Rata de acumulare a poluării în atmosferă este diferită (probabil legată de capacitatea de utilizare a biosferei). Deci, conținutul de CO 2 crește cu 0,4% pe an, iar oxizii de azot - cu 0,2% pe an.

Principii de bază ale reglării igienice a poluanților atmosferici.

Standardizarea igienică a poluării atmosferice se bazează pe următoarele criterii de nocivitate a poluării atmosferice :

1. Numai o astfel de concentrație a unei substanțe în aerul atmosferic poate fi recunoscută drept admisibilă, care nu are un efect dăunător și neplăcut direct sau indirect asupra unei persoane, nu îi reduce capacitatea de lucru, nu îi afectează bunăstarea și dispozitie.

2. Dependența de substanțe nocive trebuie considerată ca un moment nefavorabil și o dovadă a inadmisibilității concentrației studiate.

3. Sunt inacceptabile astfel de concentrații de substanțe nocive care afectează negativ vegetația, clima zonei, transparența atmosferei și condițiile de viață ale populației.

Rezolvarea problemei conținutului admisibil de poluare atmosferică se bazează pe ideea prezenței unor praguri în acțiunea poluării.

La fundamentarea științifică a MPC al substanțelor nocive din aerul atmosferic se folosește principiul unui indicator limitator (raționalizarea după cel mai sensibil indicator). Deci, dacă mirosul este resimțit la concentrații care nu au un efect nociv asupra corpului uman și mediului, raționalizarea se realizează ținând cont de pragul de miros. Dacă o substanță are un efect dăunător asupra mediului în concentrații mai mici, atunci în cursul reglementării igienice, se ia în considerare pragul de acțiune al acestei substanțe asupra mediului.

Pentru substanțele care poluează aerul atmosferic, în Rusia au fost stabilite două standarde: MPC o singură dată și mediu zilnic.

MPC maxim unic este setat pentru a preveni reacțiile reflexe la oameni (simțul mirosului, modificări ale activității bioelectrice a creierului, sensibilitatea ochilor la lumină etc.) cu expunerea pe termen scurt (până la 20 de minute) la atmosferă. poluare, iar media zilnică este stabilită pentru a preveni influențele lor resorbtive (toxice generale, mutagene, cancerigene etc.).

Astfel, toate componentele biosferei experimentează o influență tehnogenă colosală a omului. În prezent, există toate motivele pentru a vorbi despre tehnosferă ca despre o „sferă a nerațiunii”.

Întrebări pentru autocontrol

1. Clasificare pe grupe a elementelor biosferei V.I. Vernadsky.

2. Ce factori determină fertilitatea solului?

3. Ce este „hidrosfera”? Distribuția și rolul apei în natură.

4. În ce forme sunt prezente impuritățile dăunătoare în apele uzate și cum afectează aceasta alegerea metodelor de tratare a apelor uzate?

5. Trăsături distinctive ale diferitelor straturi ale atmosferei.

6. Conceptul de substanță nocivă. Clase de pericol ale substanțelor nocive.

7. Ce este MPC? Unități de măsură ale MPC în aer și în apă. Unde sunt controlate MPC-urile substanțelor nocive?

8. Cum sunt împărțite sursele de emisie și emisiile de substanțe nocive în atmosferă?

3.3 Circulația substanțelor în biosferă . Ciclul carbonului biosferic. Efectul de seră: mecanismul de apariție și consecințe posibile.

Procesele de fotosinteză a substanțelor organice continuă timp de sute de milioane de ani. Dar, deoarece Pământul este un corp fizic finit, orice elemente chimice sunt, de asemenea, fizic finite. De-a lungul a milioane de ani, ar trebui, se pare, să fie epuizate. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă. Mai mult, omul intensifică constant acest proces, crescând productivitatea ecosistemelor pe care le-a creat.

Toate substanțele de pe planeta noastră sunt în proces de circulație biochimică a substanțelor. Există 2 circuite principale mare sau geologice şi mic sau chimic.

circuit mare durează milioane de ani. Constă în faptul că rocile sunt distruse, produsele distrugerii sunt duse de curgerile de apă în oceane sau se întorc parțial pe uscat împreună cu precipitațiile. Procesele de subsidență a continentelor și ridicarea fundului mării pentru o lungă perioadă de timp duc la întoarcerea acestor substanțe pe uscat. Și procesul începe din nou.

Circuit mic , facand parte dintr-unul mai mare, apare la nivel de ecosistem si consta in faptul ca nutrientii solului, apa, carbonul se acumuleaza in materia vegetala si sunt cheltuiti pentru construirea organismului si a proceselor de viata. Produșii de descompunere ai microflorei solului se descompun din nou în componente minerale disponibile plantelor și sunt din nou implicați în fluxul de materie.

Circulația substanțelor chimice din mediul anorganic prin plante și animale înapoi la mediu anorganic folosind energia solară reacțiile chimice se numesc ciclu biochimic .

Mecanismul complex de evoluție pe Pământ este determinat de elementul chimic „carbon”. Carbon - o parte integrantă a rocilor și sub formă de dioxid de carbon este conținută în parte din aerul atmosferic. Sursele de CO2 sunt vulcanii, respirația, incendiile forestiere, arderea combustibililor, industria etc.

Atmosfera schimbă intens dioxid de carbon cu oceanele lumii, unde este de 60 de ori mai mult decât în ​​atmosferă, deoarece. CO 2 este foarte solubil în apă (cu cât temperatura este mai mică, cu atât este mai mare solubilitatea, adică este mai mult la latitudini joase). Oceanul acționează ca o pompă uriașă: absoarbe CO 2 în zonele reci și „îl elimină” parțial la tropice.

Excesul de monoxid de carbon din ocean se combină cu apa pentru a forma acid carbonic. Combinându-se cu calciul, potasiul, sodiul, formează compuși stabili sub formă de carbonați, care se depun la fund.

Fitoplanctonul din ocean absorb dioxidul de carbon în timpul fotosintezei. Organismele moarte cad pe fund și devin parte din rocile sedimentare. Aceasta arată interacțiunea circulației mari și mici a substanțelor.

Carbonul din molecula de CO 2 în timpul fotosintezei este inclus în compoziția glucozei, iar apoi în compoziția compușilor mai complecși din care sunt construite plantele. Ulterior, ele sunt transferate de-a lungul lanțurilor trofice și formează țesuturile tuturor celorlalte organisme vii din ecosistem și sunt returnate în mediu ca parte a CO 2 .

Carbonul este prezent și în petrol și cărbune. Prin arderea combustibilului, o persoană completează și ciclul carbonului conținut în combustibil - așa se face biotehnice ciclul carbonului.

Masa rămasă de carbon se găsește în depozitele de carbonat de pe fundul oceanului (1,3-10t), în roci cristaline (1-10t), în cărbune și petrol (3,4-10t). Acest carbon ia parte la ciclul ecologic. Viața pe Pământ și echilibrul gazos al atmosferei este menținută de o cantitate relativ mică de carbon (5-10 tone).

Există o opinie larg răspândită că încălzire globală iar consecințele sale ne amenință din cauza generării industriale de căldură. Adică toată energia consumată în viața de zi cu zi, industrie și transport încălzește Pământul și atmosfera. Totuși, cele mai simple calcule arată că încălzirea Pământului de către Soare este cu multe ordine de mărime mai mare decât rezultatele activității umane.

oameni de știință cauza probabilaÎncălzirea globală este considerată o creștere a concentrației de dioxid de carbon din atmosfera Pământului. El este cel care provoacă așa-zisul « efect de sera ».

Ce este Efectul de seră ? Ne întâlnim foarte des cu acest fenomen. Este bine cunoscut faptul că, la aceeași temperatură din timpul zilei, temperatura nopții este diferită, în funcție de înnorare. Înnorarea acoperă pământul ca o pătură, iar o noapte înnorată este cu 5-10 grade mai caldă decât una fără nori la aceeași temperatură în timpul zilei. Cu toate acestea, dacă norii, care sunt cele mai mici picături de apă, nu permit căldurii să treacă atât din exterior, cât și de la Soare către Pământ, atunci dioxidul de carbon funcționează ca o diodă - căldura de la Soare vine pe Pământ, dar nu înapoi.

Omenirea cheltuiește o cantitate mare resursele naturale, arde din ce în ce mai mulți combustibili fosili, rezultând o creștere a procentului de dioxid de carbon din atmosferă și nu eliberează radiații infraroșii de pe suprafața încălzită a Pământului în spațiu, creând un „efect de seră”. Consecința unei creșteri suplimentare a concentrației de dioxid de carbon din atmosferă poate fi încălzirea globală și o creștere a temperaturii Pământului, care, la rândul său, va duce la consecințe precum topirea ghețarilor și creșterea nivelului. a oceanului lumii cu zeci sau chiar sute de metri, multe orașe de coastă ale lumii.

Acesta este un posibil scenariu pentru desfășurarea evenimentelor și a consecințelor încălzirii globale, a cărei cauză este efectul de seră. Cu toate acestea, chiar dacă toți ghețarii din Antarctica și Groenlanda se topesc, nivelul oceanului mondial va crește cu maximum 60 de metri. Dar acesta este un caz extrem, ipotetic, care poate apărea doar odată cu topirea bruscă a ghețarilor din Antarctica. Și pentru aceasta trebuie stabilită o temperatură pozitivă în Antarctica, care nu poate fi decât o consecință a unei catastrofe la scară planetară (de exemplu, o modificare a înclinării axei pământului).

Printre susținătorii „catastrofei cu efect de seră” nu există unanimitate cu privire la amploarea ei probabilă, iar cei mai autoriți dintre ei nu promit nimic teribil. Încălzirea marginală, în cazul dublării concentrației de dioxid de carbon, poate fi de maximum 4°C. În plus, este probabil ca odată cu încălzirea globală și creșterea temperaturilor, nivelul oceanului să nu se schimbe sau chiar, dimpotrivă, să scadă. La urma urmei, odată cu creșterea temperaturii, precipitațiile se vor intensifica și ele, iar topirea marginilor ghețarilor poate fi compensată prin creșterea zăpezii în părțile centrale ale acestora.

Astfel, problema efectului de seră și încălzirea globală pe care o provoacă, precum și posibilele consecințe ale acestora, deși există în mod obiectiv, amploarea acestor fenomene este vădit exagerată astăzi. În orice caz, ele necesită cercetări foarte amănunțite și observație pe termen lung.

Un congres internațional de climatologi, desfășurat în octombrie 1985, a fost dedicat analizei posibilelor consecințe climatice ale efectului de seră. în Villach (Austria). Participanții la congres au ajuns la concluzia că chiar și o ușoară încălzire a climei va duce la o creștere vizibilă a evaporării de la suprafața Oceanului Mondial, rezultând o creștere a cantității de precipitații de vară și iarnă pe continente. Această creștere nu va fi uniformă. Se calculează că o fâșie se va întinde în sudul Europei din Spania până în Ucraina, în cadrul căreia cantitatea de precipitații va rămâne aceeași ca acum, sau chiar va scădea ușor. La nord de 50 ° (aceasta este latitudinea Harkov), atât în ​​Europa, cât și în America, va crește treptat cu fluctuațiile, pe care le-am observat în ultimul deceniu. În consecință, debitul Volgăi va crește, iar Marea Caspică nu este amenințată de o scădere a nivelului. Acesta a fost principalul argument științific, care a făcut în cele din urmă posibilă abandonarea proiectului de transfer a unei părți din debitul râurilor nordice către Volga.

Cele mai precise și convingătoare date despre posibilele consecințe ale efectului de seră sunt oferite de reconstrucțiile paleogeografice întocmite de specialiști care studiază istoria geologică a Pământului în ultimul milion de ani. La urma urmei, în această perioadă „recentă” a istoriei geologice, clima Pământului a fost supusă unor schimbări globale foarte puternice. În epoci mai reci decât astăzi, gheața continentală, precum cele care țin acum Antarctica și Groenlanda, acopereau toată Canada și întreaga Europă de Nord, inclusiv locurile unde se află acum Moscova și Kievul. Turme de reni și mamuți zgomotoși cutreierau tundra Crimeei și Caucazul de Nord, acolo găsesc acum rămășițele scheletelor lor. Și în timpul epocilor interglaciare, clima Pământului a fost mult mai caldă decât cea actuală: gheață continentalăîn America de Nord și Europa s-au topit, în Siberia permafrostul s-a dezghețat mulți metri, gheața de mare a dispărut de pe coastele noastre nordice, vegetația forestieră, judecând după spectrele fosile de spori-polen, s-a extins pe teritoriul tundrei moderne. Pârâuri puternice de râu curgeau peste câmpiile Asiei Centrale, umplând cu apă bazinul Mării Aral până la un semn de plus 72 de metri, multe dintre ele transportând apă în Marea Caspică. Deșertul Karakum din Turkmenistan este depozitele de nisip împrăștiate ale acestor canale antice.

În general, situația fizico-geografică din epocile calde interglaciare pe întreg teritoriul fostei URSS a fost mai favorabilă decât acum. La fel a fost și în țările scandinave și în țările din Europa Centrală.

Din păcate, până acum, geologii care studiază istoria geologică a ultimului milion de ani de evoluție a planetei noastre nu au fost implicați în discuția despre problema efectului de seră. Și geologii ar putea aduce completări valoroase la ideile existente. În special, este evident că, pentru o evaluare corectă a posibilelor consecințe ale efectului de seră, ar trebui utilizate mai pe scară largă datele paleografice privind epocile trecute de încălzire globală semnificativă a climei. O analiză a unor astfel de date, cunoscute astăzi, ne permite să ne gândim că efectul de seră, contrar credinței populare, nu aduce niciun dezastru pentru popoarele planetei noastre. Dimpotrivă, în multe țări, inclusiv în Rusia, va crea condiții climatice mai favorabile decât acum.

Întrebări pentru autocontrol

1. Esența principalelor circulații biochimice ale substanțelor.

2. Ce este ciclul biochimic al carbonului?

3. Ce se înțelege prin termenul „efect de seră” și cu ce este asociat? Scurta evaluare a problemei.

4. Crezi că există o amenințare cu încălzirea globală? Justificati raspunsul