Структура и основные типы биогеохимических циклов. Круговорот углерода.

Круговорот углерода, как и любого другого элемента, со­вершается по большому и малому циклам. Биотический круговорот углерода является составной ча­стью большого круговорота и связан с жизнедеятельностью организмов. Углерод, содержащийся в виде С02 в атмосфере, служит сырьем для фотосинтеза растений и да­лее поступает вместе с веществом, в котором он аккумулиро­ван, в пищевые цепи: в распоряжение консументов разных уровней, а далее - редуцентов. При дыхании организмов СО₂ возвращается в атмосферу. Определенная часть углерода накапливается в виде мертвой органики, частично переходит в ископаемое состояние. Так, залежи каменного угля или торфа - это и есть органическое вещество - продукт процессов фотосинтеза растений прошлых геологических эпох. В связи с тем что солнечную энергию, аккумулированную (негэнтропированную) в ископаемом топ­ливе, человек интенсивно высвобождает при сжигании этого топлива, возникает так называемый биолого-технический кру­говорот углерода, поскольку при сжигании топлива диоксид углерода дополнительно поступает в атмосферу. Основная масса углерода аккумулирована в карбонатных отложениях дна океана, кристаллических породах, в каменном угле и нефти. Именно этот углерод принимает участие в медленном геологическом круго­вороте. Жизнь на Земле и газовый баланс атмосферы поддер­живаются участвующими в малом (биогенном) круговороте от­носительно небольшими количествами углерода, содержащего­ся в растительных и животных тканях. Однако в настоящее время человек интенсивно замыкает на себя круговорот веществ, в том числе углерода. Так, напри­мер, подсчитано, что суммарная биомасса всех домашних жи­вотных уже превышает биомассу всех диких наземных жи­вотных. Площади культивируемых растений приближаются к площадям естественных биогеоценозов, и многие культурные

 

 

26. Круговорот воды. Гидрологический цикл. Карбонатная система и контроль величины р.Н.Водный круговорот. Солнечная энергия вызывает глобальный круговорот. В основе круговорота воды в биосфере лежат изминения ее физического состояния. Круговорот воды носит постоянный характер (существует баланс в виде пара, воды и льда. Сезонные изменения этих отношений имеют место.

max время жизни воды - в мировом океане, min - в атмосферной влаге.

Природные резервуары воды: мировой океан, грунтовые воды, поверхностный сток (реки), внутренние водоемы (болота, озера), ледники, атмосферная влага.

Вода является источником всей жизни на Земле. Однако, распределение воды очень сильно меняется от места к месту, где-то ее очень много, а где-то ее совсем нет. Вода может существовать на земле в твердом состоянии (лед), жидком или газообразном (водяной пар). Океаны, реки, облака и дождь, - все они содержат воду, которая находится на различных стадиях изменения (вода с поверхности испаряется, из облаков вода выпадает на землю, выпавшие осадки просачиваются сквозь землю и т.д.). Тем не менее, общая сумма воды на земле не изменяется. Циркуляция и сохранение воды на земле называется "гидрологическим циклом".

В современном мире люди нуждаются в трех основных типах воды, обладающих различным качеством, в зависимости от специфических требований и предназначения:

Вода для коммунальных целей. Это вода, используемая в санитарных целях, для полива. Она должна иметься в соответствующих количествах, не содержать болезнетворных бактерий, ее не обязательно очищать до высшего качества.

Умягченная вода. Вода, являющаяся оптимальной по качеству для купания в ней и мытья с использованием мыльных средств и шампуней, стирки и мытья посуды. Умягченная вода помогает экономить энергию необходимую для ее нагрева.

Питьевая вода. Вода, используемая для питья и приготовления пищи, должна обладать наивысшим качеством.

 

27.Основные загрязнители воздуха и их воздействие. Нарушение озонового экрана. Озоновая «дыра».

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

 

На высоте 20 - 45км. Слой стратосферы с повышенным содержанием озона концентрация О₃ в 10 раз больше, чем у поверхности земли.

Если озоновый слой уменьшился в 2 раза, то дозы ультрафиолета увеличились в 10 раз. Из- за увеличения дозы ультрафиолета наносится ущерб здоровью человека (увеличивается число заболеваний рака кожи, заболеваний органов дыхания и глаз).

Под действием ультрафиолета происходит диссоциация молекул кислорода: , полученный атомарный кислород соединяется с молекулами кислорода и образуется озон: . Озон, под действием ультрафиолета разрушается: .

Ущерб, наносимый сельскому хозяйству - снижение урожайности, уменьшение промысловых запасов мирового океана.

Из-за глобальных изменений состава атмосферы и климата происходит разрушение экосистем, изменяется радиационный баланс Земли, изменяется газовый состав атмосферы (накапливается СО₂).

За истощением озонового слоя ведут наблюдения с 1970 года.

 

ФРЕОНОВАЯ ГИПОТЕЗА

 

Наиболее сильное уменьшение концентрации озона наблюдается в сентябре – ноябре над Антарктикой, в январе – марте над Арктикой, Европой, Сибирью и США.

Фреоны – любые сочетания хлора и фтора в алканах.

Фреоны устойчивы в тропосфере, что позволяет им подниматься достаточно высоко. Около озонового слоя под воздействием жестокого ультрафиолета происходит разрушение озонового слоя: , , . Одна молекула фреона способна разрушить 10 000 молекул О₃.

 

28.Основные загрязнители воздуха и их воздействие. Автомобильный транспорт и фотохимический смог. Смог - туманная завеса над промышленными предприятиями и городами, образуется из газообразных отходов. Смог - чисто атмосферное явление. В атмосфере протекают хим превращения орг. в-в под воздействием солнечной радиации, озона, космического излучения. Катализаторы - аэрозоли. В результате образуется смог. Главный компонент смога - ПАН (перокси ацетил нитрат - СH3-C((вилка)O и -O-O-NO2).

Механизм образования смога:

1) CH3-CH3 (этан) + O3 (озон) (CH3CHO (ацетальдегид) + O2

2) CH3CHO + O3 (CH3-C(O (два)-O. (пероксиацетильный радикал) + HO.

3) CH3-C((вилка)O и -O-O * + *NO2 (ПАН

Из малотоксичных соед образуются высокотоксичные (на порядки выше). ПАН - опасен: тяжелее воздуха, устойчив к разложению, может накапливаться вблизи поверхности земли.

С_хН_х(RН) R-O-O+NO₂—ПАН (пероксиацетилнитрат)

График изменения состава воздуха за сутки

 

1.углеводород 2.оксидазота 3.NO₂ 4.ПАН и ПБН(Б-бензол) 5. О₃