– diskontinuirana vodena ljuska Zemlje, smještena između atmosfere i čvrste zemljine kore i predstavlja ukupnost voda oceana i površinskih voda kopna. Hidrosfera se također naziva vodena ljuska planeta. Hidrosfera pokriva 70% Zemljine površine. Oko 96% mase hidrosfere čine vode Svjetskog oceana, 4% podzemne vode, oko 2% led i snijeg (uglavnom Antarktika, Grenland i Arktik), 0,4% površinske vode kopna (rijeke, jezera, močvare). Mala količina vode nalazi se u atmosferi i živim organizmima. Svi oblici vodenih masa prelaze jedan u drugi kao rezultat kruženja vode u prirodi. Godišnja količina padalina koja pada na površinu zemlje jednaka je količini vode koja je isparila s površine kopna i oceana.

kopnene vode – dio diskontinuirane vodene ljuske Zemljine hidrosfere. To uključuje: podzemne vode, rijeke, jezera, močvare.

Podzemne vode- vode koje se nalaze u gornjem dijelu zemljine kore (do dubine od 12-15 km).

Izvori - prirodni izlazi na zemljinu površinu podzemnih voda. Mogućnost pronalaska vode u zemljinoj kori određena je poroznošću stijena. Propusne stijene (šljunak, šljunak, pijesak) su one koje dobro propuštaju vodu. Vodootporne stijene su sitnozrnate, slabo ili potpuno nepropusne za vodu (glina, graniti, bazalti itd.).

Podzemne vode nastaju kao rezultat prodiranja i nakupljanja oborina na različitim dubinama od zemljine površine. Bliže površini vode tla, tj. one koje sudjeluju u stvaranju tla.

podzemne vode- voda iznad prvog vodootpornog horizonta s površine. Podzemne vode nisu pod pritiskom. Njihova površinska razina može stalno varirati. U suhim područjima podzemne vode leže na velikim dubinama. U područjima prekomjerne vlage - blizu površine.

Interstratalne vode- vode koje se nalaze između nepropusnih slojeva.

arteške vode- tlačni interstratalni - obično zauzimaju depresije gdje atmosferske oborine prodiru iz područja gdje nema gornjeg vodootpornog sloja.

Prema kemijskom sastavu podzemne vode mogu biti:

1) svježe;

2) mineralizirani, od kojih mnogi imaju ljekovitu vrijednost.

Podzemne vode koje se nalaze u blizini vulkanskih žarišta često su vruće. Vrući izvori koji povremeno tuku u obliku fontane - gejziri.

rijeke.Rijeka- stalni tok vode koji teče u kanalu koji je razvio i hrani se uglavnom atmosferskim oborinama.

Dijelovi rijeke: izvor - mjesto gdje izvire rijeka. Izvor može biti izvor, jezero, močvara, ledenjak u planinama; usta Mjesto gdje se rijeka ulijeva u more, jezero ili drugu rijeku. Udubljenje u reljefu koje se proteže od izvora do ušća rijeke riječna dolina. Depresija u kojoj rijeka neprestano teče, kanal.poplavno područje- ravno, poplavljeno tijekom poplavnog dna riječne doline. Iznad poplavnog područja obično se uzdižu padine doline, često u stepenastom obliku. Ovi koraci se nazivaju terase(slika 10). Nastaju kao posljedica erozivne aktivnosti rijeke (erozije), uzrokovane smanjenjem erozijske baze.

riječni sustav rijeka sa svim svojim pritokama. Naziv sustava je dat imenom glavne rijeke.

riječna erozija – produbljivanje vodotoka njegovog kanala i njegovo širenje na strane. Osnova erozije- razina do koje rijeka produbljuje svoju dolinu. Njegova visina je određena razinom akumulacije u koju rijeka teče. Konačna osnova za eroziju svih rijeka je razina Svjetskog oceana. Smanjenjem razine akumulacije u koju se rijeka ulijeva smanjuje se osnova erozije i počinje pojačana erozivna aktivnost rijeke, što uzrokuje produbljivanje kanala.

riječno korito- područje s kojeg rijeka sa svim svojim pritokama prikuplja vodu.

Vododjelnica – razdjelnica između slivova dviju rijeka ili oceana. Obično neki povišeni prostori služe kao slivovi.

Ishrana rijeke. Protok vode u rijeke naziva se njihova hrana. Ovisno o izvoru nadolazeće vode, rijeke se razlikuju s kišnim, snježnim, ledenjačkim, podzemnim, a kada su kombinirane, s mješovitom ishranom.

Uloga ovog ili onog izvora hrane ovisi uglavnom o klimatskim uvjetima. Kišno hranjenje karakteristično je za rijeke ekvatorijalnih i većine monsunskih područja. U zemljama s hladnom klimom vode otopljenog snijega (sniježna ishrana) su od primarne važnosti. U umjerenim geografskim širinama, hranjenje rijeka je u pravilu mješovito. Rijeke koje se napajaju glečerima nastaju u glečerima visoravni. Omjer između riječnih izvora može se mijenjati tijekom godine. Tako se, na primjer, rijeke sliva Ob mogu hraniti podzemnim vodama zimi, otopljenim snijegom u proljeće, a podzemnom i kišnicom ljeti.

U velikoj mjeri ovisi o tome koja vrsta hrane prevladava riječni režim. Riječni režim - prirodne promjene stanja rijeka tijekom vremena, zbog fizikalno-grafskih svojstava sliva i, prije svega, klimatskih uvjeta. Režim rijeka očituje se u obliku dnevnih, sezonskih i dugotrajnih kolebanja razine i protoka vode, pojava leda, temperature vode, količine nanosa koju nosi tok itd. Elementi riječnog režima su , na primjer, niska voda - razina vode u rijeci u sezoni njenog najnižeg stajanja i visoka voda- produljeni porast vode u rijeci, uzrokovan glavnim izvorom hrane, ponavlja se iz godine u godinu. Ovisno o prisutnosti hidrauličnih objekata na rijekama (npr. hidroelektrane) koji utječu na režim rijeke, razlikuju se uređeni i prirodni režimi rijeka.

Sve rijeke svijeta raspoređene su po slivovima četiriju oceana.

Vrijednost rijeka:

1) izvori slatke vode za industriju, vodoopskrbu poljoprivrede;

2) izvori električne energije;

3) prometne rute (uključujući izgradnju brodskih kanala);

4) mjesta ulova i uzgoja ribe; odmor itd.

Na mnogim rijekama izgrađene su akumulacije – velike umjetne akumulacije. Pozitivne posljedice njihove izgradnje: stvaraju rezerve vode, omogućuju vam regulaciju razine vode u rijeci i sprječavaju poplave, poboljšavaju uvjete prijevoza i omogućuju stvaranje rekreacijskih područja. Negativne posljedice izgradnje akumulacija na rijekama: plavljenje velikih površina plodnim poplavnim zemljištem, podizanje podzemnih voda oko akumulacije, što dovodi do zalijevanja zemljišta, poremećeni su uvjeti staništa riba, poremećen je prirodni proces formiranja poplavnog područja itd. Gradnji novih akumulacija trebao bi prethoditi temeljit znanstveni razvoj.

jezera – rezervoari spore izmjene vode, smješteni u prirodnim depresijama na površini kopna.

Na položaj jezera utječe klima koja određuje njihovu ishranu i režim, kao i čimbenici nastanka jezerskih bazena.

Podrijetlo bazeni jezera mogu biti:

1) tektonski(nastaju u rasjedama zemljine kore, obično duboke, i imaju obale sa strmim padinama - Bajkal, najveća jezera u Africi i Sjevernoj Americi);

2) vulkanski(u kraterima ugaslih vulkana - jezero Kronotskoye na Kamčatki);

3) glacijalni(karakteristično za područja podvrgnuta glacijaciji, na primjer, jezera poluotoka Kola);

4) krš(karakteristično za područja rasprostranjenosti topljivih stijena - gips, kreda, vapnenac, pojavljuju se na mjestima kvarova kada se stijene otapaju podzemnim vodama);

5) zabranio(nazivaju se i brane; nastaju kao rezultat blokiranja korita rijeke blokovima stijena tijekom klizišta u planinama - jezero Sarez na Pamiru);

6) mrtvica(jezero na poplavnoj ravnici ili niža terasa iznad poplavnog područja je dio rijeke odvojen od glavnog kanala);

7) Umjetna(akumulacije, ribnjaci).

Jezera se napajaju atmosferskim oborinama, podzemnim i površinskim vodama koje se ulijevaju u njih. Prema vodnom režimu razlikuju kanalizacija i bez odvoda jezera. Rijeka (rijeke) istječe iz otpadnih jezera - Bajkal, Onega, Ontario, Viktorija itd. Niti jedna rijeka ne istječe iz jezera bez dreniranja - Kaspijsko, Mrtvo, Čad, itd. Endorhejska jezera su, u pravilu, mineraliziranija. Ovisno o stupnju slanosti vode, jezera su slatka i slana.

Podrijetlo Postoje dvije vrste jezerske vodene mase:

1) jezera čija je vodena masa atmosferskog porijekla (takva jezera prevladavaju u broju);

2) relikt, ili ostatak, - nekada su bili dio Svjetskog oceana (Kaspijsko jezero, itd.)

Rasprostranjenost jezera ovisi o klimi, pa je stoga i geografska rasprostranjenost jezera u određenoj mjeri zonalna.

Jezera su od velike važnosti: utječu na klimu susjednog teritorija (vlažnost i toplinski uvjeti), reguliraju tok rijeka koje iz njih teku. Gospodarski značaj jezera: koriste se kao komunikacijski putovi (manji od rijeka), za ribolov i rekreaciju te vodoopskrbu. S dna jezera kopaju se soli i ljekovito blato.

močvare- pretjerano vlažne površine prekrivene vegetacijom koja voli vlagu i sa slojem treseta od najmanje 0,3 m. Voda u močvarama je u vezanom stanju.

Močvare nastaju zbog zarastanja jezera i močvarnosti zemljišta.

nizinske močvare hrane se podzemnim ili riječnim vodama, relativno bogatim solima. Posljedično, tu se naseljava vegetacija koja je prilično zahtjevna za prehrambene tvari (šaš, preslica, trska, zelena mahovina, breza, joha).

Uzdignute močvare hrane se izravno atmosferskim oborinama. Nalaze se u slivovima. Vegetaciju karakterizira ograničen sastav vrsta, jer nema dovoljno mineralnih soli (leduma, brusnice, borovnice, sfagnum, bor). Prijelazne močvare zauzimaju srednji položaj. Odlikuju se značajnim usjekom vode i malim protokom. Nizinska i uzdignuta močvara su dvije etape prirodnog razvoja močvara. Nizinsko močvaro kroz srednji stupanj prijelaznog močvara postupno prelazi u povišeno.

Glavni razlog za stvaranje ogromnih močvara je prekomjerna vlažnost klime, u kombinaciji s visokom razinom podzemnih voda zbog bliskog pojavljivanja vodootpornih stijena i ravnog reljefa na površini.

Rasprostranjenost močvara ovisi i o klimi, što znači da je u određenoj mjeri i zonalna. Većina močvara je u šumskom pojasu umjerenog pojasa i u zoni tundre. Velika količina oborina, niska isparavanja i propusnost tla, zaravnjenost i slaba disekcija međurječja doprinose zamočenju.

Ledenjaci– atmosferska voda pretvorena u led. Ledenjaci se zbog svoje plastičnosti neprestano kreću. Pod utjecajem gravitacije, brzina njihova kretanja doseže nekoliko stotina metara godišnje. Kretanje se usporava ili ubrzava ovisno o količini oborina, zagrijavanju ili zahlađenju klime, a u gorju na kretanje ledenjaka utječu tektonska izdizanja.

Ledenjaci nastaju tamo gdje tijekom godine padne više snijega nego što se ima vremena otopiti. Na Antarktiku i Arktiku takvi se uvjeti stvaraju već na razini mora ili nešto više. U ekvatorijalnim i tropskim geografskim širinama snijeg se može nakupljati samo na velikim nadmorskim visinama (iznad 4,5 km u ekvatorijalnoj, 5-6 km u tropskoj). Stoga je visina snježne granice tamo veća. snježna linija- granica iznad koje u planinama ostaje snijeg koji se ne otapa. Visina snježne granice određena je temperaturom, koja je povezana sa zemljopisnom širinom područja i stupnjem kontinentalnosti njegove klime, količinom čvrstih oborina.

Ukupna površina ledenjaka je 11% površine kopna s volumenom od 30 milijuna km3. Kad bi se svi glečeri otopili, razina Svjetskog oceana bi porasla za 66 m.

Pločasti glečeri prekrivaju zemljinu površinu, bez obzira na reljefne oblike u vidu ledenih kapa i štitova, ispod kojih se kriju sve neravnine reljefa. Kretanje leda u njima događa se od središta kupole prema rubnim dijelovima u radijalnim smjerovima. Led ovih pokrivača je velike debljine i vrši veliki destruktivni rad na svom koritu: nosi detritni materijal, pretvarajući ga u morene. Primjeri ledenih ploča su led Antarktika i Grenlanda. Ogromni blokovi leda neprestano se odvajaju od ruba ovih ledenih kapa - sante leda. Sante leda mogu postojati do 4-10 godina dok se ne otope. Godine 1912. Titanic je potonuo od sudara s santom leda u Atlantskom oceanu. Razvijaju se projekti za transport santi leda za opskrbu slatkom vodom u sušnim regijama svijeta.

I na modernim i na antičkim ledenjacima, otopljene ledenjačke vode istječu ispod glečera u širokom frontu, postavljajući pješčane naslage.

planinski glečeri mnogo manji od pokrovnih stakala. U planinskim glečerima kretanje leda događa se uz padinu doline. Teku poput rijeka i tonu ispod snježne granice. Dok se kreću, ovi glečeri produbljuju doline.

Ledenjaci su rezervoari slatke vode koje je stvorila priroda. Rijeke koje počinju u glečerima napajaju se njihovim otopljenim vodama. To je posebno važno za sušne regije.

Permafrost. Pod permafrostom, ili permafrostom, treba razumjeti slojeve smrznutih stijena koje se ne tope dugo - od nekoliko godina do desetaka i stotina tisuća godina. Voda u permafrostu je u čvrstom stanju, u obliku ledenog cementa. Pojava permafrosta događa se u uvjetima vrlo niskih zimskih temperatura i niskog snježnog pokrivača. Takvi uvjeti bili su u rubnim područjima drevnih ledenih pokrivača, kao i u modernim uvjetima u Sibiru, gdje zimi ima malo snijega i ekstremno niske temperature. Razlozi širenja permafrosta mogu se objasniti nasljeđem ledenog doba i suvremenim teškim klimatskim uvjetima. Permafrost nigdje nije tako raširen kao u Rusiji. Posebno se ističe područje kontinuiranog permafrosta s debljinom sloja do 600-800 m. Ovo područje ima najniže zimske temperature (na primjer, ušće Vilyui).

Permafrost utječe na formiranje prirodnih teritorijalnih kompleksa. Pridonosi razvoju termokrških procesa, pojavi nasipa, zaleđivanja, utječe na veličinu i sezonski raspored podzemnog i površinskog otjecanja, tlo i vegetacijski pokrivač. U razvoju minerala, eksploataciji podzemnih voda, izgradnji zgrada, mostova, cesta, brana, poljoprivrednim radovima potrebno je proučavati smrznuta tla.

Svjetski ocean- sve vodene površine. Svjetski ocean zauzima preko 70% ukupne površine Zemlje. Omjer oceana i kopna na sjevernoj i južnoj hemisferi je različit. Na sjevernoj hemisferi ocean zauzima 61% površine, na južnoj - 81%.

Svjetski ocean podijeljen je na četiri oceana - Pacifik, Atlantik, Indijski, Arktički.

Nedavno su provedena opsežna istraživanja na južnoj hemisferi, posebice na Antarktiku. Kao rezultat ovih studija, znanstvenici su iznijeli ideju odvajanja Južnog oceana kao neovisnog dijela Svjetskog oceana. Južni ocean, prema njihovom mišljenju, uključuje južne dijelove Tihog, Atlantskog, Indijskog oceana, kao i mora koja okružuju Antarktik.

Veličina oceana: Pacifik - 180 milijuna km2; Atlantik - 93 milijuna km2; Indijski - 75 milijuna km2; Arktik - 13 milijuna km2.

Granice oceana su uvjetne. Osnova za podjelu oceana je neovisni sustav struja, raspodjela slanosti, temperature.

Prosječna dubina Svjetskog oceana je 3700 m. Najveća dubina je 11 022 m (Marijanski rov u Tihom oceanu).

mora- dijelovi oceana, u većoj ili manjoj mjeri odvojeni od njega kopnom, karakterizirani posebnim hidrološkim režimom. Razlikovati kopnena i rubna mora. unutarnjim morima zalaze duboko u unutrašnjost kopna (Mediteran, Baltik). rubna mora obično graniče s kopnom s jedne strane, a s druge relativno slobodno komuniciraju s oceanom (Barents, Okhotsk).

zaljevima- manje ili više značajna područja oceana ili mora koja se usjeku u kopno i imaju široku vezu s oceanom. Male uvale se zovu uvale. Duboke, krivudave, duge uvale sa strmim obalama - fjordova.

tjesnaci- manje-više uske vodene površine koje povezuju dva susjedna oceana ili mora.

Reljef dna oceana. Reljef Svjetskog oceana ima sljedeću strukturu (slika 11). 3/4 površine Svjetskog oceana zauzimaju dubine od 3000 do 6000 m, odnosno ovaj dio oceana pripada njegovom koritu.

Salinitet Svjetskog oceana. U oceanskoj vodi koncentrirane su različite soli: natrijev klorid (daje slan okus vodi) - 78% ukupne količine soli, magnezijev klorid (daje vodi gorak okus) - 11%, ostale tvari. Slanost morske vode izračunava se u ppm (u omjeru određene količine tvari prema 1000 težinskih jedinica), označava se s ‰. Slanost oceana nije ista, varira od 32‰ do 38‰. Stupanj saliniteta ovisi o količini oborina, isparavanju, kao i desalinizaciji vodama rijeka koje se ulijevaju u more. Salinitet se također mijenja s dubinom. Do dubine od 1500 m salinitet se donekle smanjuje u odnosu na površinu. Dublje, promjene u slanosti vode su neznatne, gotovo posvuda je 35‰. Minimalni salinitet - 5‰ - u Baltičkom moru, maksimalni - do 41‰ - u Crvenom moru.

Dakle, slanost vode ovisi o:

1) o omjeru oborina i isparavanja, koji varira ovisno o geografskoj širini (jer se temperatura i tlak mijenjaju); manji salinitet može biti tamo gdje količina oborina premašuje isparavanje, gdje postoji veliki dotok riječnih voda, gdje se led topi;

2) iz dubine.

Maksimalna slanost Crvenog mora je zbog činjenice da postoji zona rascjepa. Na dnu se uočavaju izbijene mlade bazaltne lave čije stvaranje ukazuje na izdizanje tvari iz plašta i širenje zemljine kore u Crvenom moru. Osim toga, Crveno more se nalazi u tropskim geografskim širinama - postoji veliko isparavanje i mala količina oborina, rijeke ne teku u njega.

U oceanskoj vodi se također otapaju plinovi: dušik, kisik, ugljični dioksid itd.

Morske (oceanske) struje.morske struje- horizontalno kretanje vodenih masa u određenom smjeru. Struje se mogu klasificirati na mnogo načina. U usporedbi s temperaturom okolne oceanske vode, razlikuju se tople, hladne i neutralne struje. Ovisno o vremenu postojanja razlikuju se kratkotrajne ili epizodne, periodične (sezonski monsun u Indijskom oceanu, plima u obalnim dijelovima oceana) i stalne struje. Ovisno o dubini razlikuju se površinske struje (prekrivaju sloj vode na površini), duboke i pridnene struje.

Morske mase vode kreću se iz raznih razloga. Glavni uzrok morskih struja je vjetar, međutim kretanje vode može biti uzrokovano nakupljanjem vode u bilo kojem dijelu oceana, kao i razlikama u gustoći vode u različitim dijelovima oceana i drugim razlozima. Stoga su struje u svom nastanku:

1) drift - uzrokovan stalnim vjetrovima (sjeverni i južni pasati, tok zapadnih vjetrova);

2) vjetar – uzrokovan djelovanjem sezonskih vjetrova (ljetni monsunski vjetrovi u Indijskom oceanu);

3) kanalizacija - nastala zbog razlike u razinama vode u različitim dijelovima oceana, koja teče iz područja viška vode (Gulf Stream, Brazilian, East Australia);

4) kompenzacijski - nadoknaditi (kompenzirati) otjecanje vode iz različitih dijelova oceana (Kalifornija, Peru, Benguela);

5) gustoća (konvekcija) – nastaje kao posljedica neravnomjerne raspodjele gustoće oceanske vode zbog različitih temperatura i saliniteta (Gibraltarska struja);

6) plimne struje – nastaju u vezi s privlačenjem Mjeseca.

Morske struje u pravilu postoje zbog kombinacije više razloga.

Struje imaju veliki utjecaj na klimu, posebice priobalnih područja, prolazeći duž zapadne ili istočne obale kontinenata.

Struje teku istočne obale(otpad), nose vodu iz toplijih ekvatorijalnih širina u hladnije. Zrak iznad njih je topao, zasićen vlagom. Kako se krećete sjeverno ili južno od ekvatora, zrak se hladi, približava se zasićenju i stoga se taloži na obali, ublažavajući temperaturu.

struje prolazeći pored zapadne obale kontinenti (kompenzacijski), prelaze s hladnijih na toplije zemljopisne širine, zrak se zagrijava, udaljava se od zasićenja, ne daje oborine. To je jedan od glavnih razloga za stvaranje pustinja na zapadnim obalama kontinenata.

Kurs zapadnih vjetrova izražen samo na južnoj hemisferi.

To se objašnjava činjenicom da tamo u umjerenim geografskim širinama gotovo da nema kopna, vodene mase se slobodno kreću pod utjecajem zapadnih vjetrova umjerenih širina. Na sjevernoj hemisferi razvoj slične struje ometaju kontinenti.

Smjer strujanja određen je općom cirkulacijom atmosfere, otklonskom silom Zemljine rotacije oko svoje osi, topografijom dna oceana i obrisima kontinenata.

Temperatura površinske vode. Voda oceana zagrijava se dotokom sunčeve topline na njegovu površinu. Temperatura površinskih voda ovisi o geografskoj širini mjesta. U nekim područjima oceana, ova raspodjela je poremećena neravnomjernom raspodjelom kopna, oceanskim strujama, stalnim vjetrovima i otjecanjem s kontinenata. Temperatura se prirodno mijenja s dubinom. I u početku temperatura pada vrlo brzo, a zatim prilično polako. Prosječna godišnja temperatura površinskih voda Svjetskog oceana je +17,5 °C. Na dubini od 3-4 tisuće m obično se zadržava u rasponu od +2 do 0 °C.

Led u oceanima . Točka smrzavanja slane oceanske vode je 1-2 °C niža od one slatke vode. Vode Svjetskog oceana prekrivene su ledom samo na arktičkim i antarktičkim širinama, gdje je zima duga i hladna. Neka plitka mora koja leže u umjerenom pojasu također su prekrivena ledom.

Razlikovati godišnji i višegodišnji led. Oceanski led može biti nepomično(vezano za zemljište) ili plutajući(santa leda). U Arktičkom oceanu led pluta i ostaje tijekom cijele godine.

Osim leda koji nastaje u samom oceanu, tu su i ledovi koji su se odlomili od ledenjaka koji se spuštaju u ocean s arktičkih otoka i ledenog kontinenta Antarktika. Nastaju sante leda - ledene planine koje plutaju u moru. Sante leda dosežu duljinu od 2 km ili više na visini od preko 100 m. Posebno su velike sante leda južne hemisfere.

Vrijednost oceana. Okean umiruje klimu cijelog planeta. Ocean služi kao akumulator topline. Opća cirkulacija atmosfere i opća cirkulacija oceana međusobno su povezani i međusobno ovisni.

Ekonomska važnost oceana je ogromna. Bogatstvo organskog svijeta oceana dijeli se na bentos- organski svijet oceanskog dna, plankton- svi organizmi koji pasivno plutaju u debljini oceanskih voda, nekton Aktivno plivajući organizmi na dnu oceana. Ribe čine do 90% svih organskih resursa u oceanu.

Velika transportna vrijednost oceana.

Ocean je bogat energetskim resursima. Na obali Francuske nalazi se plimna elektrana. U zonama šelfa oceana proizvode se nafta i plin. Ogromne rezerve feromanganskih nodula koncentrirane su na dnu oceana. Gotovo svi kemijski elementi otopljeni su u morskoj vodi. Sol, brom, jod i uran se kopaju u industrijskim razmjerima.

Zemljište u oceanu: otoci- relativno male površine zemlje, sa svih strana okružene vodom.

Otoci se prema porijeklu dijele na:

1) kopno (dijelovi kopna odvojeni morem) - Madagaskar, Britansko otočje);

2) vulkanski (nastaju tijekom erupcije vulkana na dnu mora; izbačeni produkti erupcije tvore čunjeve sa strmim padinama koje se uzdižu iznad razine oceana);

3) koralj (povezan s morskim organizmima - koraljnim polipima; kosturi mrtvih polipa tvore ogromne stijene od gustog vapnenca, odozgo su stalno nadograđene polipima). Uz obale nastaju koraljni grebeni – podvodne ili blago izbočene vapnenačke stijene iznad razine mora. Koraljni otoci koji nisu povezani s obalom kopna često su prstenasti s lagunom u sredini i nazivaju se atoli. Koraljni otoci nastaju samo u tropskim geografskim širinama, gdje je voda dovoljno topla da polipi mogu živjeti.

Najveći otok je Grenland, a slijede Nova Gvineja, Kalimantan, Madagaskar. Na nekim mjestima ima malo otoka, na drugim tvore nakupine - arhipelage.

poluotocima- dijelovi kopna koji strše u more ili jezero. Po podrijetlu, poluotoci se razlikuju:

1) odvojena, koja u geološkom smislu služi kao nastavak kopna (na primjer, Balkanski poluotok);

2) pripojen, koji nema nikakve veze s kopnom u geološkom smislu (Hindostan).

Najveći poluotoci: Kola, Skandinavski, Iberijski, Somalija, Arabija, Mala Azija, Hindustan, Koreja, Indokina, Kamčatka, Čukči, Labrador itd.

Atmosfera

Atmosfera- zračni omotač koji okružuje globus, povezan s njom gravitacijom i koji sudjeluje u njegovoj dnevnoj i godišnjoj rotaciji.

atmosferski zrak sastoji se od mehaničke mješavine plinova, vodene pare i nečistoća. Sastav zraka do visine od 100 km sastoji se od 78,09% dušika, 20,95% kisika, 0,93% argona, 0,03% ugljičnog dioksida, a samo 0,01% čine svi ostali plinovi: vodik, helij, vodena para, ozon. Plinovi koji čine zrak neprestano se miješaju. Postotak plinova je prilično konstantan. Međutim, sadržaj ugljičnog dioksida varira. Spaljivanje nafte, plina, ugljena, smanjenje broja šuma dovodi do povećanja ugljičnog dioksida u atmosferi. To pridonosi povećanju temperature zraka na Zemlji, budući da ugljični dioksid prenosi sunčevu energiju na Zemlju, a Zemljino toplinsko zračenje odgađa. Dakle, ugljični dioksid je svojevrsna "izolacija" Zemlje.

U atmosferi ima malo ozona. Na visini od 25-35 km uočava se koncentracija ovog plina, takozvani ozonski zaslon (ozonski omotač). Ozonski zaslon obavlja najvažniju zaštitnu funkciju – odgađa ultraljubičasto zračenje Sunca, koje je štetno za sav život na Zemlji.

atmosferske vode nalazi se u zraku u obliku vodene pare ili suspendiranih produkata kondenzacije (kapi, kristali leda).

Atmosferske nečistoće(aerosoli) - tekuće i čvrste čestice koje se nalaze uglavnom u nižim slojevima atmosfere: prašina, vulkanski pepeo, čađa, kristali leda i morske soli itd. Količina atmosferskih nečistoća u zraku se povećava tijekom jakih šumskih požara, prašnih oluja, vulkanske erupcije . Podloga također utječe na količinu i kvalitetu atmosferskih nečistoća u zraku. Dakle, nad pustinjama je puno prašine, nad gradovima ima puno malih čvrstih čestica, čađe.

Prisutnost nečistoća u zraku povezana je sa sadržajem vodene pare u njemu, budući da prašina, kristali leda i druge čestice služe kao jezgre oko kojih se kondenzira vodena para. Poput ugljičnog dioksida, atmosferska vodena para služi kao Zemljin "izolator": odgađa zračenje s površine zemlje.

Masa atmosfere je milijunti dio mase Zemlje.

Struktura atmosfere. Atmosfera ima slojevitu strukturu. Slojevi atmosfere razlikuju se na temelju promjena temperature zraka s visinom i drugim fizikalnim svojstvima (tablica 1.)

Stol 1. Struktura atmosfere i gornje granice Promjena temperature Sfera atmosfere Visina donjih ovisno o visini

Troposfera – donji sloj atmosfere koji sadrži 80% zraka i gotovo svu vodenu paru. Debljina troposfere varira. U tropskim širinama - 16-18 km, u umjerenim širinama - 10-12 km, au polarnim - 8-10 km. Svugdje u troposferi temperatura zraka pada za 0,6 °C na svakih 100 m uspona (ili 6 °C na 1 km). Troposferu karakterizira vertikalno (konvekcija) i horizontalno (vjetar) kretanje zraka. U troposferi nastaju sve vrste zračnih masa, nastaju ciklone i anticiklone, nastaju oblaci, oborine, magle. Vrijeme se formira uglavnom u troposferi. Stoga je proučavanje troposfere od posebne važnosti. Donji sloj troposfere tzv površinski sloj, karakteriziran visokim udjelom prašine i sadržajem hlapljivih mikroorganizama.

Prijelazni sloj iz troposfere u stratosferu naziva se tropopauza. Naglo povećava razrjeđivanje zraka, temperatura mu pada na -60 °C preko polova do -80 °C nad tropima. Niža temperatura zraka nad tropima je posljedica snažnih uzlaznih strujanja zraka i višeg položaja troposfere.

Stratosfera Sloj atmosfere između troposfere i mezosfere. Plinski sastav zraka sličan je troposferi, ali sadrži mnogo manje vodene pare i više ozona. Na nadmorskoj visini od 25 do 35 km uočava se najveća koncentracija ovog plina (ozonski ekran). Do visine od 25 km temperatura se malo mijenja s visinom, a iznad nje počinje rasti. Temperatura varira ovisno o geografskoj širini i godišnjem dobu. U stratosferi se opažaju sedefni oblaci, karakteriziraju ga velike brzine vjetra i mlazne struje zraka.

Gornju atmosferu karakteriziraju aurore i magnetske oluje. Egzosfera- vanjska sfera iz koje lagani atmosferski plinovi (na primjer, vodik, helij) mogu strujati u svemir. Atmosfera nema oštru gornju granicu i postupno prelazi u svemir.

Prisutnost atmosfere je od velike važnosti za Zemlju. Sprječava prekomjerno zagrijavanje zemljine površine danju i hlađenje noću; štiti zemlju od ultraljubičastog zračenja sunca. Značajan dio meteorita gori u gustim slojevima atmosfere.

U interakciji sa svim ljuskama Zemlje, atmosfera je uključena u preraspodjelu vlage i topline na planetu. To je uvjet za postojanje organskog života.

Sunčevo zračenje i temperatura zraka. Zrak se zagrijava i hladi Zemljinom površinom, koju zauzvrat grije sunce. Ukupna količina sunčevog zračenja naziva se solarno zračenje. Najveći dio sunčevog zračenja raspršen je u prostoru svijeta, samo jedan dvomilijardni dio sunčevog zračenja dospijeva na Zemlju. Zračenje može biti izravno ili difuzno. Sunčevo zračenje koje dospijeva na površinu Zemlje u obliku direktne sunčeve svjetlosti koja izlazi iz Sunčevog diska za vedrog dana naziva se izravno zračenje. Sunčevo zračenje koje se raspršilo u atmosferi i iz cijelog nebeskog svoda dolazi na površinu Zemlje naziva se raspršeno zračenje. Raspršeno sunčevo zračenje igra značajnu ulogu u energetskoj ravnoteži Zemlje, budući da je po oblačnom vremenu, osobito na visokim geografskim širinama, jedini izvor energije u površinskim slojevima atmosfere. Ukupnost izravnog i difuznog zračenja koja ulazi u horizontalnu površinu naziva se ukupno zračenje.

Količina zračenja ovisi o trajanju izlaganja površini sunčevih zraka i kutu upada. Što je manji kut upada sunčevih zraka, površina prima manje sunčevog zračenja i, posljedično, zrak iznad nje se manje zagrijava.

Dakle, količina sunčevog zračenja se smanjuje kada se kreće od ekvatora do polova, jer se time smanjuje kut upada sunčevih zraka i trajanje osvjetljenja teritorija zimi.

Na količinu sunčevog zračenja utječu i oblačnost i prozirnost atmosfere.

Najveća ukupna radijacija postoji u tropskim pustinjama. Na polovima na dan solsticija (na sjeveru - 22. lipnja, na jugu - 22. prosinca), sa Suncem na zalasku, ukupno sunčevo zračenje je veće nego na ekvatoru. No, zbog činjenice da bijela površina snijega i leda reflektira i do 90% sunčevih zraka, količina topline je zanemariva, a površina zemlje se ne zagrijava.

Ukupno sunčevo zračenje koje ulazi na površinu Zemlje djelomično se odbija od njega. Zračenje koje se odbija od površine zemlje, vode ili oblaka na koje pada naziva se odrazio. Ali ipak, većinu zračenja apsorbira Zemljina površina i pretvara se u toplinu.

Budući da se zrak zagrijava s površine zemlje, njegova temperatura ne ovisi samo o gore navedenim čimbenicima, već io visini iznad razine oceana: što je područje veće, temperatura je niža (pada za 6 °C s svaki kilometar u troposferi).

Utječe na temperaturu i raspodjelu zemljišta i vode, koji se različito zagrijavaju. Zemljište se brzo zagrijava i brzo hladi, voda se zagrijava sporo, ali duže zadržava toplinu. Dakle, zrak nad kopnom je topliji danju nego nad vodom, a hladniji noću. Taj se utjecaj ogleda ne samo u dnevnim, već iu sezonskim značajkama promjena temperature zraka. Tako su u obalnim područjima, u inače identičnim uvjetima, ljeta hladnija, a zime toplije.

Zbog zagrijavanja i hlađenja Zemljine površine danju i noću, u toplim i hladnim godišnjim dobima temperatura zraka se mijenja tijekom dana i godine. Najviše temperature površinskog sloja opažene su u pustinjskim područjima Zemlje - u Libiji u blizini grada Tripolija +58 °S, u Dolini smrti (SAD), u Termezu (Turkmenistan) - do +55 °S. Najniže - u unutrašnjosti Antarktika - do -89 ° C. Godine 1983. na postaji Vostok na Antarktiku zabilježeno je -83,6 °C - minimalna temperatura zraka na planetu.

Temperatura zraka- široko korištena i dobro proučena vremenska karakteristika.. Temperatura zraka se mjeri 3-8 puta dnevno, određujući prosječnu dnevnu; prema prosječnom dnevnom utvrđuje se prosječno mjesečno, prema prosječnom mjesečnom - prosječno godišnje. Raspodjela temperature prikazana je na kartama. izotermama. Obično se koriste temperature u srpnju, siječnju i godišnje.

Atmosferski tlak. Zrak, kao i svako tijelo, ima masu: 1 litra zraka na razini mora ima masu od oko 1,3 g. Na svaki kvadratni centimetar zemljine površine atmosfera pritišće silom od 1 kg. Ovaj prosječni tlak zraka iznad razine oceana na zemljopisnoj širini od 45 ° pri temperaturi od 0 ° C odgovara težini živinog stupca visine 760 mm i poprečnog presjeka 1 cm2 (ili 1013 mb.). Ovaj tlak se uzima kao normalan tlak.

Atmosferski tlak - sila kojom atmosfera pritišće sve objekte u sebi i na zemljinoj površini. Tlak je u svakoj točki atmosfere određen masom zračnog stupa iznad njega s bazom jednakom jedan. S povećanjem nadmorske visine, atmosferski tlak opada, jer što je točka viša, to je visina stupca zraka iznad nje niža. Kako se diže, zrak se razrjeđuje i tlak mu se smanjuje. U visokim planinama pritisak je mnogo manji nego na razini mora. Ova pravilnost se koristi za određivanje apsolutne visine područja veličinom tlaka.

barička faza je vertikalna udaljenost na kojoj se atmosferski tlak smanjuje za 1 mm Hg. Umjetnost. U nižim slojevima troposfere, do visine od 1 km, tlak se smanjuje za 1 mm Hg. Umjetnost. za svakih 10 metara visine. Što je veći, to se tlak sporije smanjuje.

U horizontalnom smjeru na zemljinoj površini tlak varira neravnomjerno, ovisno o vremenu.

barički gradijent- pokazatelj koji karakterizira promjenu atmosferskog tlaka iznad zemljine površine po jedinici udaljenosti i vodoravno.

Veličina tlaka, osim o visini terena iznad razine mora, ovisi i o temperaturi zraka. Tlak toplog zraka manji je od hladnog, jer se zagrijavanjem širi, a hlađenjem skuplja. Kako se temperatura zraka mijenja, mijenja se i njegov tlak.

Budući da je promjena temperature zraka na zemaljskoj kugli zonalna, zoniranje je karakteristično i za raspodjelu atmosferskog tlaka na zemljinoj površini. Pojas niskog tlaka proteže se duž ekvatora, na 30-40 ° širine na sjeveru i jugu - pojasevi visokog tlaka, na 60-70 ° širine tlak je opet nizak, au polarnim širinama - područja visokog tlaka. Raspodjela visokotlačnih i niskotlačnih pojaseva povezana je s osobitostima zagrijavanja i kretanja zraka u blizini Zemljine površine. U ekvatorijalnim širinama zrak se dobro zagrijava tijekom cijele godine, diže se i širi prema tropskim širinama. Približavajući se 30-40° geografskih širina, zrak se hladi i spušta, stvarajući pojas visokog tlaka. U polarnim geografskim širinama, hladan zrak stvara područja visokog tlaka. Hladan zrak se stalno spušta, a na njegovo mjesto dolazi zrak iz umjerenih geografskih širina. Istjecanje zraka u polarne širine razlog je što se u umjerenim širinama stvara pojas niskog tlaka.

Tlačni pojasevi postoje cijelo vrijeme. Oni se tek neznatno pomiču prema sjeveru ili jugu, ovisno o godišnjem dobu (“praćenje Sunca”). Iznimka je pojas niskog tlaka sjeverne hemisfere. Postoji samo ljeti. Štoviše, nad Azijom se formira ogromno područje niskog tlaka sa središtem u tropskim geografskim širinama - azijskim niskim. Njegovo stvaranje objašnjava se činjenicom da je iznad ogromne kopnene mase zrak vrlo topao. Zimi, kopno, koje zauzima značajna područja na ovim geografskim širinama, postaje vrlo hladno, pritisak nad njim raste, a nad kontinentima se formiraju područja visokog tlaka - azijski (sibirski) i sjevernoamerički (kanadski) zimski maksimumi atmosferskog tlaka . Tako se zimi „puca“ pojas niskog tlaka u umjerenim geografskim širinama sjeverne hemisfere. Opstaje samo nad oceanima u obliku zatvorenih područja niskog tlaka - Aleutske i islandske niske.

Utjecaj raspodjele kopna i vode na obrasce promjene atmosferskog tlaka također se izražava u činjenici da tijekom cijele godine barski maksimumi postoje samo iznad oceana: Azori (sjeverni Atlantik), Sjeverni Pacifik, Južni Atlantik, Južni Pacifik, južnoindijski.

Atmosferski tlak se stalno mijenja. Glavni razlog za promjenu tlaka je promjena temperature zraka.

Atmosferski tlak se mjeri pomoću barometri. Aneroidni barometar sastoji se od hermetički zatvorene kutije tankih stijenki, unutar koje se zrak razrjeđuje. Kada se tlak promijeni, stijenke kutije su utisnute ili izbočene. Te se promjene prenose na ruku, koja se kreće na skali graduiranoj u milibarima ili milimetrima.

Na kartama je prikazana raspodjela pritiska na Zemlji izobare. Najčešće karte označavaju raspodjelu izobara u siječnju i srpnju.

Raspodjela područja i pojaseva atmosferskog tlaka značajno utječe na strujanja zraka, vrijeme i klimu.

Vjetar je horizontalno kretanje zraka u odnosu na zemljinu površinu. Nastaje kao posljedica neravnomjerne raspodjele atmosferskog tlaka i njegovo kretanje je usmjereno iz područja s višim tlakom u područja gdje je tlak niži. Zbog kontinuirane promjene tlaka u vremenu i prostoru, brzina i smjer vjetra se stalno mijenja. Smjer vjetra određen je dijelom horizonta s kojeg puše (sjeverni vjetar puše od sjevera prema jugu). Brzina vjetra se mjeri u metrima u sekundi. S visinom se mijenja smjer i jačina vjetra zbog smanjenja sile trenja, kao i zbog promjene baričkih gradijenta. Dakle, razlog za pojavu vjetra je razlika u tlaku između različitih područja, a razlog razlike u tlaku razlika u grijanju. Na vjetrove utječe sila skretanja Zemljine rotacije. Vjetrovi su raznoliki po porijeklu, karakteru i značenju. Glavni vjetrovi su povjetarac, monsuni, pasati.

Povjetarac– lokalni vjetar (morske obale, velika jezera, akumulacije i rijeke), koji mijenja smjer dva puta dnevno: danju puše sa strane akumulacije na kopno, a noću - s kopna na akumulaciju. Povjetarac nastaje zbog toga što se tijekom dana tlo zagrijava više od vode, zbog čega se topliji i lakši zrak iznad kopna diže, a na njegovo mjesto ulazi hladniji zrak sa strane akumulacije. Noću je zrak iznad rezervoara topliji (jer se sporije hladi), pa se diže, a na njegovo mjesto se kreću zračne mase s kopna - teže, hladnije (slika 12). Ostale vrste lokalnih vjetrova su foehn, bura itd.

pasati- stalni vjetrovi u tropskim područjima sjeverne i južne hemisfere, koji pušu iz zona visokog tlaka (25-35 ° N i S) do ekvatora (u zonu niskog tlaka). Pod utjecajem rotacije Zemlje oko svoje osi, pasati odstupaju od prvobitnog smjera. Na sjevernoj hemisferi pušu od sjeveroistoka prema jugozapadu, a na južnoj hemisferi od jugoistoka prema sjeverozapadu. Pasate karakterizira velika stabilnost smjera i brzine. Pasati imaju veliki utjecaj na klimu teritorija pod njihovim utjecajem. To je posebno vidljivo u rasporedu oborina.

Monsuni – vjetrovi koji, ovisno o godišnjim dobima, mijenjaju smjer u suprotan ili blizak njemu. U hladnoj sezoni pušu s kopna na ocean, a u toploj s oceana na kopno.

Monsuni nastaju zbog razlike u tlaku zraka koja proizlazi iz neravnomjernog zagrijavanja kopna i mora. Zimi je zrak nad kopnom hladniji, nad oceanom - topliji. Stoga je pritisak veći nad kopnom, niži - nad oceanom. Zbog toga se zimi zrak kreće s kopna (područje ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​? U toploj sezoni - naprotiv: monsuni pušu s oceana na kopno. Stoga u područjima monsunske rasprostranjenosti oborine obično padaju ljeti.

Zbog rotacije Zemlje oko svoje osi, monsuni na sjevernoj hemisferi odstupaju udesno, a na južnoj - ulijevo od svog izvornog smjera.

Monsuni su važan dio općeg kruženja atmosfere. Razlikovati ekstratropski i tropski(ekvatorijalni) monsuni. U Rusiji izvantropski monsuni djeluju na teritoriju obale Dalekog istoka. Tropski monsuni su izraženiji, najkarakterističniji su za južnu i jugoistočnu Aziju, gdje u nekim godinama tijekom kišne sezone padne i po nekoliko tisuća mm oborina. Njihovo formiranje objašnjava se činjenicom da se ekvatorijalni pojas niskog tlaka lagano pomiče prema sjeveru ili jugu, ovisno o godišnjem dobu („praćenje Sunca“). U srpnju se nalazi na 15-20°N. sh. Stoga jugoistočni pasat južne hemisfere, jureći u ovaj pojas niskog tlaka, prelazi ekvator. Pod utjecajem sile otklona rotacije Zemlje (oko svoje osi) na sjevernoj hemisferi mijenja smjer i postaje jugozapadna. Ovo je ljetni ekvatorijalni monsun, koji nosi morske zračne mase ekvatorijalnog zraka na geografsku širinu od 20-28°. Nailazeći na svom putu s Himalajom, vlažan zrak ostavlja značajnu količinu oborina na njihovim južnim padinama. Na postaji Cherrapunja u sjevernoj Indiji prosječna godišnja količina oborina prelazi 10 000 mm godišnje, a u nekim godinama i više.

Iz pojaseva visokog tlaka vjetrovi pušu i prema polovima, ali, odstupajući prema istoku, mijenjaju smjer prema zapadu. Stoga, u umjerenim geografskim širinama, zapadni vjetrovi, iako nisu postojani kao pasati.

U polarnim područjima prevladavaju sjeveroistočni vjetrovi na sjevernoj hemisferi i jugoistočni vjetrovi na južnoj hemisferi.

Cikloni i anticiklone. Zbog neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine i otklone sile Zemljine rotacije nastaju ogromni (do nekoliko tisuća kilometara u promjeru) atmosferski vrtlozi – ciklone i anticiklone (slika 13.).

ciklon - uzlazni vrtlog u atmosferi sa zatvorenim područjem niskog tlaka, u kojem vjetrovi pušu s periferije prema središtu (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi, u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi). Prosječna brzina ciklone je 35-50 km/h, a ponekad i do 100 km/h. U cikloni se zrak diže, što utječe na vrijeme. S početkom ciklone, vrijeme se prilično dramatično mijenja: vjetrovi se pojačavaju, vodena para se brzo kondenzira, stvarajući snažne oblake, a oborine padaju.

Anticiklona- silazni atmosferski vrtlog sa zatvorenim područjem visokog tlaka, u kojem vjetrovi pušu od središta prema periferiji (na sjevernoj hemisferi - u smjeru kazaljke na satu, na južnoj - u smjeru suprotnom od kazaljke na satu). Brzina kretanja anticiklona je 30-40 km/h, ali se mogu dugo zadržati na jednom mjestu, osobito na kontinentima. U anticiklonu se zrak spušta, postajući suhi kada se zagrije, budući da se pare sadržane u njemu uklanjaju iz zasićenja. Time se u pravilu isključuje nastanak oblaka u središnjem dijelu anticiklone. Stoga je za vrijeme anticiklone vrijeme vedro, sunčano, bez oborina. Zimi - mraz, ljeti - vruće.

Vodena para u atmosferi. U atmosferi uvijek postoji određena količina vlage u obliku vodene pare koja je isparila s površine oceana, jezera, rijeka, tla itd. Isparavanje ovisi o temperaturi zraka, vjetru (čak i slab vjetar povećava isparavanje za faktor 3, jer cijelo vrijeme odnosi zrak zasićen vodenom parom i donosi nove porcije suhe), priroda reljefa, vegetacijski pokrivač, boja tla.

Razlikovati volatilnost - količina vode koja bi mogla ispariti pod datim uvjetima u jedinici vremena, i isparavanje - zapravo isparene vode.

U pustinji je isparavanje veliko, a isparavanje je zanemarivo.

Zasićenost zraka. Na svakoj specifičnoj temperaturi zrak može primiti vodenu paru do poznate granice (do zasićenja). Što je temperatura viša, zrak može zadržati više vode. Ako se nezasićeni zrak ohladi, on će se postupno približiti točki zasićenja. Temperatura pri kojoj određeni nezasićeni zrak postaje zasićen naziva se temperatura kondenzacije. Ako se zasićeni zrak dodatno ohladi, tada će se višak vodene pare u njemu početi zgušnjavati. Počet će se kondenzirati vlaga, nastati oblaci, zatim će padati oborine. Stoga je za karakterizaciju vremena potrebno znati relativna vlažnost - postotak količine vodene pare sadržane u zraku prema količini koju može zadržati kada je zasićen.

Apsolutna vlažnost- količina vodene pare u gramima, koja se trenutno nalazi u 1 m3 zraka.

Atmosferske oborine i njihovo stvaranje. Taloženje- voda u tekućem ili čvrstom stanju koja pada iz oblaka. oblaci su nakupine produkta kondenzacije vodene pare suspendiranih u atmosferi – kapljice vode ili kristali leda. Ovisno o kombinaciji temperature i stupnja vlage nastaju kapljice ili kristali raznih oblika i veličina. Male kapljice lebde u zraku, one veće počinju padati u obliku kiše (drizzle) ili sitne kiše. Pri niskim temperaturama nastaju snježne pahulje.

Obrazac nastanka oborina je sljedeći: zrak se hladi (češće kad se diže prema gore), približava se zasićenju, vodena para se kondenzira i stvara se oborina.

Oborine se mjere kišomjerom - cilindričnom metalnom kantom visine 40 cm i presjeka 500 cm2. Sva mjerenja padalina se zbrajaju za svaki mjesec, a prikazuju se mjesečne, a zatim i godišnja količina oborina.

Količina padalina na nekom području ovisi o:

1) temperatura zraka (utječe na isparavanje i sadržaj vlage u zraku);

2) morske struje (nad površine toplih struja zrak se zagrijava i zasićuje vlagom; kada se prenosi u susjedna, hladnija područja iz njega se lako oslobađaju oborine. Nad hladnim strujama događa se suprotan proces: isparavanje nad njima malen je; kada zrak koji nije zasićen vlagom uđe u topliju podlogu, širi se, smanjuje se zasićenost vlagom i u njoj se ne stvaraju oborine);

3) atmosferska cirkulacija (gdje se zrak kreće iz mora na kopno, ima više oborina);

4) visina mjesta i smjer planinskih lanaca (planine tjeraju da se zračne mase zasićene vlagom dižu uvis, gdje se uslijed hlađenja kondenzira vodena para i stvaraju oborine; više padavina ima na vjetrovitim padinama planine).

Oborine su neravnomjerne. Pokorava se zakonu zoniranja, odnosno mijenja se od ekvatora do polova.

U tropskim i umjerenim geografskim širinama količina oborina se značajno mijenja pri prelasku s obala u dubinu kontinenata, što ovisi o mnogim čimbenicima (cirkulacija atmosfere, prisutnost oceanskih struja, topografija itd.).

Oborine se na većem dijelu zemaljske kugle javljaju neravnomjerno tijekom cijele godine. U blizini ekvatora tijekom godine količina padalina će se neznatno mijenjati, u subekvatorijalnim širinama postoji sušna sezona (do 8 mjeseci) povezana s djelovanjem tropskih zračnih masa i kišna sezona (do 4 mjeseca) s dolaskom ekvatorijalnih zračnih masa. Pri prelasku s ekvatora u tropske krajeve trajanje sušne sezone se povećava, a kišna sezona smanjuje. U suptropskim geografskim širinama prevladavaju zimske oborine (donose ih umjerene zračne mase). U umjerenim geografskim širinama oborine padaju tijekom cijele godine, ali u unutrašnjosti kontinenata više oborina pada tijekom tople sezone. U polarnim geografskim širinama također prevladavaju ljetne oborine.

Vrijeme- fizičko stanje donjeg sloja atmosfere na određenom području u danom trenutku ili za određeno vremensko razdoblje.

Vremenske karakteristike - temperatura i vlažnost zraka, atmosferski tlak, oblačnost i oborine, vjetar.

Vrijeme je izrazito promjenjiv element prirodnih uvjeta, podložan dnevnim i godišnjim ritmovima. Dnevni ritam nastaje zbog zagrijavanja zemljine površine sunčevim zrakama tijekom dana i hlađenja noću. Godišnji ritam određen je promjenom kuta upada sunčevih zraka tijekom godine.

Vrijeme je od velike važnosti u ljudskoj gospodarskoj djelatnosti. Vrijeme se proučava na meteorološkim postajama pomoću raznih instrumenata. Prema informacijama dobivenim na meteorološkim postajama sastavljaju se sinoptičke karte. sinoptička karta- vremensku kartu na kojoj se primjenjuju fronte atmosfere i vremenski podaci u određenom trenutku s konvencionalnim znakovima (zračni tlak, temperatura, smjer i brzina vjetra, naoblaka, položaj toplih i hladnih fronti, ciklone i anticiklone, priroda oborina). Sinoptičke karte sastavljaju se nekoliko puta dnevno, a njihova usporedba omogućuje vam da odredite putove kretanja ciklona, ​​anticiklona i atmosferskih fronta.

atmosferski front- zona razdvajanja zračnih masa različitih svojstava u troposferi. Nastaje kada se mase hladnog i toplog zraka približavaju i susreću. Njegova širina doseže nekoliko desetaka kilometara s visinom od stotina metara, a ponekad i tisućama kilometara s blagim nagibom prema površini Zemlje. Atmosferska fronta, koja prolazi kroz određeni teritorij, dramatično mijenja vrijeme. Među atmosferskim frontama razlikuju se topla i hladna fronta (slika 14.)

topla fronta Nastaje aktivnim kretanjem toplog zraka prema hladnom zraku. Zatim topli zrak struji na klin hladnog zraka koji se povlači i diže se duž ravnine sučelja. Dok se diže, hladi se. To dovodi do kondenzacije vodene pare, pojave cirusnih i nimbostratusnih oblaka i oborina. S dolaskom tople fronte, atmosferski tlak opada, s njim su u pravilu povezani zatopljenje i oborine.

hladna fronta nastaje kada se hladni zrak kreće prema toplom zraku. Hladni zrak, budući da je teži, struji ispod toplog zraka i gura ga prema gore. U tom slučaju nastaju stratokumulusni kišni oblaci iz kojih padaju oborine u obliku pljuskova s ​​pljuskovima i grmljavinom. Prolazak hladne fronte povezan je s hlađenjem, pojačanim vjetrovima i povećanjem prozirnosti zraka.

Vremenske prognoze su od velike važnosti. Vremenske prognoze izrađuju se za različita vremena. Vrijeme se obično predviđa za 24-48 sati.Izrada dugoročne vremenske prognoze povezana je s velikim poteškoćama.

Klima- dugotrajni vremenski režim karakterističan za područje. Klima utječe na stvaranje tla, vegetacije, divljači; određuje režim rijeka, jezera, močvara, utječe na život mora i oceana, formiranje reljefa.

Rasprostranjenost klime na Zemlji je zonalna. Na kugli zemaljskoj postoji nekoliko klimatskih zona.

Klimatske zone- zemljopisni pojasevi zemljine površine, koji imaju ujednačen režim temperatura zraka, zbog "normi" dolaska sunčevog zračenja i formiranja iste vrste zračnih masa sa obilježjima njihovog sezonskog kruženja (tablica 2.) .

zračne mase- velike količine zraka u troposferi, koje imaju manje-više ista svojstva (temperatura, vlažnost, sadržaj prašine itd.). Svojstva zračnih masa određena su teritorijom ili vodenim područjem nad kojim se formiraju.

Karakteristike zonskih zračnih masa:

ekvatorijalni - toplo i vlažno;

tropsko - toplo, suho;

umjereno - manje toplo, vlažnije od tropskog, karakteristične su sezonske razlike

arktik i antarktik - hladno i suho.

Tablica 2.Klimatske zone i zračne mase koje u njima djeluju

Unutar glavnih (zonalnih) tipova VM-a postoje podtipovi – kontinentalni (nastali nad kopnom) i oceanski (nastali iznad oceana). Zračnu masu karakterizira opći smjer kretanja, ali unutar tog volumena zraka mogu biti različiti vjetrovi. Svojstva zračnih masa se mijenjaju. Dakle, morske umjerene zračne mase, nošene zapadnim vjetrovima na teritorij Euroazije, postupno se zagrijavaju (ili hlade) kada se kreću prema istoku, gube vlagu i pretvaraju se u umjereno kontinentalni zrak.

Čimbenici koji stvaraju klimu:

1) geografska širina mjesta, budući da o tome ovisi kut nagiba sunčevih zraka, što znači količina topline;

2) atmosferska cirkulacija - prevladavajući vjetrovi donose određene zračne mase;

3) oceanske struje (vidi o atmosferskim oborinama);

4) apsolutna visina mjesta (temperatura opada s visinom);

5) udaljenost od oceana - na obalama, u pravilu, manje oštre promjene temperature (dan i noć, godišnja doba); više oborina;

6) reljef (planinski lanci mogu zarobiti zračne mase: ako vlažna zračna masa na svom putu susretne planine, ona se diže, hladi, vlaga se kondenzira i padavine).

Klimatske zone se mijenjaju od ekvatora do polova, kako se mijenja kut upada sunčevih zraka. To, pak, određuje zakon zoniranja, tj. promjenu komponenti prirode od ekvatora do polova. Unutar klimatskih zona izdvajaju se klimatska područja - dio klimatskog pojasa koji ima određeni tip klime. Klimatske regije nastaju kao rezultat utjecaja različitih čimbenika koji stvaraju klimu (osobine atmosferske cirkulacije, utjecaj oceanskih struja itd.). Na primjer, u umjerenoj klimatskoj zoni sjeverne hemisfere razlikuju se područja kontinentalne, umjereno kontinentalne, maritimne i monsunske klime.

Opća cirkulacija atmosfere- sustav strujanja zraka na globusu, koji doprinosi prijenosu topline i vlage s jednog područja na drugo. Zrak se kreće iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Područja visokog i niskog tlaka nastaju kao posljedica neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine.

Pod utjecajem rotacije Zemlje, strujanja zraka na sjevernoj hemisferi odstupaju udesno, a na južnoj ulijevo.

U ekvatorijalnim širinama zbog visokih temperatura stalno postoji niskotlačni pojas sa slabim vjetrom. Zagrijani zrak se diže i širi u visini prema sjeveru i jugu. Pri visokim temperaturama i uzlaznom kretanju zraka, uz visoku vlažnost, nastaju veliki oblaci. Ovdje ima dosta padalina.

Približno između 25 i 30 ° N. i yu. sh. zrak se spušta na površinu Zemlje, gdje se, kao rezultat, formiraju pojasevi visokog pritiska. U blizini Zemlje, ovaj zrak je usmjeren prema ekvatoru (gdje je tlak nizak), odstupajući udesno na sjevernoj hemisferi i ulijevo na južnoj hemisferi. Tako nastaju pasati. U središnjem dijelu visokotlačnih pojaseva vlada mirna zona: vjetrovi su slabi. Zbog silaznih strujanja zraka zrak se suši i zagrijava. U ovim pojasevima nalaze se vruća i suha područja Zemlje.

U umjerenim geografskim širinama sa središtima oko 60° N. i yu. sh. pritisak je nizak. Zrak se diže, a zatim juri prema polarnim područjima. U umjerenim geografskim širinama prevladava zapadni zračni transport (djeluje sila skretanja Zemljine rotacije).

Polarne geografske širine karakteriziraju niske temperature zraka i visoki tlak. Zrak koji dolazi iz umjerenih širina spušta se na Zemlju i opet odlazi u umjerene širine sa sjeveroistočnim (na sjevernoj hemisferi) i jugoistočnim (na južnoj hemisferi) vjetrovima. Padalina je mala (slika 15).

<<< Назад

Naprijed >>>

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku

Studenti, diplomski studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Uvod

Brzi rast ljudske populacije i njezine znanstvene i tehničke opremljenosti radikalno su promijenili situaciju na Zemlji. Ako se u nedavnoj prošlosti sve ljudske aktivnosti negativno očitovale samo na ograničenim, premda brojnim područjima, a sila udara bila je neusporedivo manja od snažnog kruženja tvari u prirodi, sada su razmjeri prirodnih i antropogenih procesa postali usporedivi, a omjer između njih nastavlja se mijenjati ubrzano prema povećanju snage antropogenog utjecaja na biosferu.

Opasnost od nepredvidivih promjena stabilnog stanja biosfere, na koje su prirodne zajednice i vrste, uključujući i samog čovjeka, povijesno prilagođene, toliko je velika uz zadržavanje uobičajenih načina upravljanja da su se sadašnje generacije ljudi koji žive na Zemlji suočili s zadatak hitnog poboljšanja svih aspekata njihovog života u skladu s potrebom očuvanja postojećeg kruženja tvari i energije u biosferi. Osim toga, rašireno onečišćenje našeg okoliša raznim tvarima, ponekad potpuno stranim normalnom postojanju ljudskog tijela, predstavlja ozbiljnu opasnost za naše zdravlje i dobrobit budućih generacija.

atmosfera hidrosfera litosfera onečišćenje

1. Zagađenje zraka

Atmosferski zrak je najvažniji prirodni okoliš koji podržava život i mješavina je plinova i aerosola površinskog sloja atmosfere, nastalih tijekom evolucije Zemlje, ljudskog djelovanja i smještenih izvan stambenih, industrijskih i drugih prostora. Rezultati ekoloških studija, kako u Rusiji, tako iu inozemstvu, nedvojbeno ukazuju da je onečišćenje površinske atmosfere najsnažniji čimbenik koji neprestano djeluje na čovjeka, prehrambeni lanac i okoliš. Atmosferski zrak ima neograničen kapacitet i igra ulogu najmobilnijeg, kemijski najagresivnijeg i sveprodornog agensa interakcije u blizini površine komponenti biosfere, hidrosfere i litosfere.

Posljednjih godina dobiveni su podaci o bitnoj ulozi ozonskog omotača atmosfere za očuvanje biosfere, koja apsorbira ultraljubičasto zračenje Sunca, koje je štetno za žive organizme i stvara toplinsku barijeru na visinama od oko 40 km, što onemogućuje hlađenje zemljine površine.

Atmosfera ima intenzivan utjecaj ne samo na čovjeka i biotu, već i na hidrosferu, tlo i vegetacijski pokrivač, geološki okoliš, zgrade, građevine i druge objekte koje je napravio čovjek. Stoga je zaštita atmosferskog zraka i ozonskog omotača najvažniji ekološki problem i njemu se posvećuje velika pozornost u svim razvijenim zemljama.

Zagađena prizemna atmosfera uzrokuje rak pluća, grla i kože, poremećaje središnjeg živčanog sustava, alergijske i respiratorne bolesti, urođene mane i mnoge druge bolesti, čiji je popis određen zagađivačima prisutnim u zraku i njihovim kombiniranim djelovanjem na ljudsko tijelo. Rezultati posebnih studija provedenih u Rusiji i inozemstvu pokazali su da postoji bliska pozitivna povezanost između zdravlja stanovništva i kvalitete atmosferskog zraka.

Glavni uzročnici utjecaja atmosfere na hidrosferu su oborine u obliku kiše i snijega, te u manjoj mjeri smog i magla. Površinske i podzemne vode kopna uglavnom su atmosferski hranjene, pa njihov kemijski sastav uglavnom ovisi o stanju atmosfere.

Negativan utjecaj onečišćene atmosfere na tlo i vegetacijski pokrivač povezan je kako s taloženjem kiselih oborina koje iz tla ispiraju kalcij, humus i elemente u tragovima, tako i s poremećajem procesa fotosinteze, što dovodi do usporavanja rasta. i smrti biljaka. Odavno je utvrđena visoka osjetljivost stabala (osobito breze, hrasta) na onečišćenje zraka. Kombinirano djelovanje oba čimbenika dovodi do zamjetnog smanjenja plodnosti tla i nestanka šuma. Kisele atmosferske oborine danas se smatraju snažnim čimbenikom ne samo trošenja stijena i pogoršanja kvalitete nosivih tla, već i kemijskog uništavanja objekata koje je napravio čovjek, uključujući kulturne spomenike i kopnene vodove. Mnoge ekonomski razvijene zemlje trenutno provode programe za rješavanje problema kiselih oborina. Kroz Nacionalni program za procjenu kiselih oborina, uspostavljen 1980. godine, mnoge su američke savezne agencije počele financirati istraživanje atmosferskih procesa koji uzrokuju kisele kiše kako bi se procijenili učinci kiselih kiša na ekosustave i razvile odgovarajuće mjere očuvanja. Pokazalo se da kisele kiše imaju višestruki utjecaj na okoliš i rezultat su samopročišćavanja (pranja) atmosfere. Glavni kiseli agensi su razrijeđene sumporne i dušične kiseline nastale tijekom reakcija oksidacije sumpornih i dušikovih oksida uz sudjelovanje vodikovog peroksida.

Izvori onečišćenja zraka

Prirodni izvori onečišćenja su: vulkanske erupcije, prašne oluje, šumski požari, svemirska prašina, čestice morske soli, proizvodi biljnog, životinjskog i mikrobiološkog podrijetla. Razina takvog onečišćenja smatra se pozadinom, koja se s vremenom malo mijenja.

Glavni prirodni proces onečišćenja površinske atmosfere je vulkanska i fluidna aktivnost Zemlje.Velike vulkanske erupcije dovode do globalnog i dugotrajnog onečišćenja atmosfere, o čemu svjedoče kronike i suvremeni podaci promatranja (erupcija planine Pinatubo na Filipinima 1991.). To je zbog činjenice da se ogromne količine plinova trenutno emitiraju u visoke slojeve atmosfere, koje pokupe brze zračne struje na velikoj nadmorskoj visini i brzo se šire diljem svijeta. Trajanje onečišćenog stanja atmosfere nakon velikih vulkanskih erupcija doseže nekoliko godina.

Antropogeni izvori onečišćenja uzrokovani su ljudskim aktivnostima. To bi trebalo uključivati:

1. Spaljivanje fosilnih goriva, koje je popraćeno oslobađanjem 5 milijardi tona ugljičnog dioksida godišnje. Kao rezultat toga, tijekom 100 godina (1860. - 1960.) sadržaj CO2 se povećao za 18% (sa 0,027 na 0,032%), a tijekom posljednja tri desetljeća stope tih emisija su značajno porasle. Pri takvim stopama, do 2000. godine količina ugljičnog dioksida u atmosferi bit će najmanje 0,05%.

2. Rad termoelektrana, kada pri izgaranju ugljena s visokim sadržajem sumpora nastaju kisele kiše kao posljedica oslobađanja sumporovog dioksida i loživog ulja.

3. Ispuh suvremenih turbomlaznih zrakoplova s ​​dušikovim oksidima i plinovitim fluorougljikom iz aerosola, koji mogu oštetiti ozonski omotač atmosfere (ozonosfera).

4. Proizvodna djelatnost.

5. Onečišćenje suspendiranim česticama (pri drobljenju, pakiranju i utovaru, iz kotlovnica, elektrana, rudarskih okna, kamenoloma pri spaljivanju smeća).

6. Emisije raznih plinova od strane poduzeća.

7. Izgaranje goriva u bakljnim pećima, što rezultira stvaranjem najmasovnijeg onečišćujućeg tvari - ugljičnog monoksida.

8. Izgaranje goriva u kotlovima i motorima vozila, praćeno stvaranjem dušikovih oksida, koji uzrokuju smog.

9. Emisije ventilacije (rudnička okna).

10. Ventilacijske emisije s prekomjernom koncentracijom ozona iz prostorija s visokoenergetskim instalacijama (akceleratori, ultraljubičasti izvori i nuklearni reaktori) na MPC u radnim prostorijama od 0,1 mg/m3. U velikim količinama, ozon je vrlo otrovan plin.

Tijekom procesa izgaranja goriva, najintenzivnije onečišćenje površinskog sloja atmosfere događa se u megapolisima i velikim gradovima, industrijskim centrima zbog široke rasprostranjenosti vozila, termoelektrana, kotlovnica i drugih elektrana na ugljen, loživo ulje, dizel gorivo, prirodni plin i benzin. Doprinos vozila ukupnom onečišćenju zraka ovdje doseže 40-50%. Snažan i iznimno opasan čimbenik onečišćenja atmosfere su katastrofe u nuklearnim elektranama (černobilska nesreća) i testiranje nuklearnog oružja u atmosferi. To je zbog brzog širenja radionuklida na velike udaljenosti i zbog dugotrajne prirode onečišćenja teritorija.

Velika opasnost od kemijske i biokemijske industrije leži u potencijalu slučajnog ispuštanja izrazito otrovnih tvari u atmosferu, kao i mikroba i virusa koji mogu uzrokovati epidemije među stanovništvom i životinjama.

Trenutno se u površinskoj atmosferi nalazi više desetaka tisuća onečišćujućih tvari antropogenog podrijetla. Zbog kontinuiranog rasta industrijske i poljoprivredne proizvodnje, pojavljuju se novi kemijski spojevi, uključujući i one vrlo otrovne. Glavni antropogeni zagađivači zraka, uz velike tonaže oksida sumpora, dušika, ugljika, prašine i čađe, su složeni organski, organoklorni i nitro spojevi, umjetni radionuklidi, virusi i mikrobi. Najopasniji su dioksin, benz (a) piren, fenoli, formaldehid i ugljični disulfid, koji su rasprostranjeni u zračnom bazenu Rusije. Čvrste suspendirane čestice uglavnom predstavljaju čađa, kalcit, kvarc, hidromica, kaolinit, feldspat, rjeđe sulfati, kloridi. Posebno razvijenim metodama u snježnoj prašini pronađeni su oksidi, sulfati i sulfiti, sulfidi teških metala, kao i legure i metali u prirodnom obliku.

U zapadnoj Europi prioritet ima 28 posebno opasnih kemijskih elemenata, spojeva i njihovih skupina. Skupina organskih tvari uključuje akril, nitril, benzen, formaldehid, stiren, toluen, vinil klorid, anorganske - teške metale (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), plinove (ugljični monoksid, sumporovodik , dušikovi oksidi i sumpor, radon, ozon), azbest. Olovo i kadmij su pretežno otrovni. Ugljični disulfid, sumporovodik, stiren, tetrakloretan, toluen imaju intenzivan neugodan miris. Udarni halo oksida sumpora i dušika proteže se na velike udaljenosti. Navedenih 28 zagađivača zraka uključeno je u međunarodni registar potencijalno otrovnih kemikalija.

Glavni zagađivači zraka u zatvorenim prostorima su prašina i duhanski dim, ugljični monoksid i ugljični dioksid, dušikov dioksid, radon i teški metali, insekticidi, dezodoransi, sintetski deterdženti, aerosoli lijekova, mikrobi i bakterije. Japanski istraživači su pokazali da bronhijalna astma može biti povezana s prisutnošću domaćih krpelja u zraku stanova.

Atmosferu karakterizira iznimno velika dinamika, kako zbog brzog kretanja zračnih masa u bočnom i okomitom smjeru, tako i zbog velikih brzina, raznih fizikalnih i kemijskih reakcija koje se u njoj odvijaju. Atmosfera se danas promatra kao ogroman "kemijski kotao" na koji utječu brojni i promjenjivi antropogeni i prirodni čimbenici. Plinovi i aerosoli koji se ispuštaju u atmosferu vrlo su reaktivni. Prašina i čađa nastali tijekom izgaranja goriva, šumski požari apsorbiraju teške metale i radionuklide te, kada se talože na površini, mogu zagaditi ogromna područja i ući u ljudsko tijelo kroz dišni sustav.

Otkrivena je tendencija zajedničkog nakupljanja olova i kositra u čvrstim suspendiranim česticama površinske atmosfere europske Rusije; krom, kobalt i nikal; stroncij, fosfor, skandij, rijetke zemlje i kalcij; berilij, kositar, niobij, volfram i molibden; litij, berilij i galij; barij, cink, mangan i bakar. Visoke koncentracije teških metala u snježnoj prašini posljedica su kako prisutnosti njihovih mineralnih faza koje nastaju tijekom izgaranja ugljena, loživog ulja i drugih goriva, tako i sorpcije čađe, glinenih čestica plinovitih spojeva kao što su kositrovi halogenidi.

"Vek trajanja" plinova i aerosola u atmosferi varira u vrlo širokom rasponu (od 1 - 3 minute do nekoliko mjeseci) i uglavnom ovisi o njihovoj kemijskoj stabilnosti veličine (za aerosole) i prisutnosti reaktivnih komponenti (ozona, vodika). peroksid, itd.). .).

Procjena, a još više prognoza stanja površinske atmosfere vrlo je složen problem. Trenutno se njezino stanje procjenjuje uglavnom prema normativnom pristupu. Vrijednosti MPC-a za otrovne kemikalije i druge standardne pokazatelje kvalitete zraka dane su u mnogim referentnim knjigama i smjernicama. U takvim smjernicama za Europu, osim toksičnosti onečišćujućih tvari (kancerogenih, mutagenih, alergenih i drugih učinaka), uzima se u obzir njihova rasprostranjenost i sposobnost nakupljanja u ljudskom tijelu i lancu ishrane. Nedostaci normativnog pristupa su nepouzdanost prihvaćenih vrijednosti MPC-a i drugih pokazatelja zbog slabog razvoja njihove empirijske promatračke baze, nedostatak uvažavanja kombiniranih učinaka onečišćujućih tvari i nagle promjene stanja površinskog sloja. atmosfere u vremenu i prostoru. Stacionarnih postova za praćenje zračnog bazena ima malo, a ne dopuštaju adekvatnu procjenu njegovog stanja u velikim industrijskim i urbanim središtima. Iglice, lišajevi i mahovine mogu se koristiti kao pokazatelji kemijskog sastava površinske atmosfere. U početnoj fazi otkrivanja centara radioaktivne kontaminacije povezanih s nesrećom u Černobilu, proučavane su borove iglice koje imaju sposobnost akumulacije radionuklida u zraku. Nadaleko je poznato crvenilo iglica crnogoričnih stabala u razdobljima smoga u gradovima.

Najosjetljiviji i najpouzdaniji pokazatelj stanja površinske atmosfere je snježni pokrivač, koji u relativno dugom vremenskom razdoblju taloži onečišćujuće tvari i omogućuje određivanje mjesta izvora emisije prašine i plinova pomoću seta indikatora. Snježne padaline sadrže onečišćujuće tvari koje nisu zahvaćene izravnim mjerenjima ili proračunskim podacima o emisijama prašine i plinova.

Jedan od obećavajućih smjerova za procjenu stanja površinske atmosfere velikih industrijskih i urbanih područja je višekanalno daljinsko ispitivanje. Prednost ove metode leži u mogućnosti brzog, više puta i na isti način karakteriziranja velikih površina. Do danas su razvijene metode za procjenu sadržaja aerosola u atmosferi. Razvoj znanstvenog i tehnološkog napretka omogućuje nam da se nadamo razvoju ovakvih metoda u odnosu na druge onečišćujuće tvari.

Prognoza stanja površinske atmosfere provodi se na temelju složenih podataka. To prvenstveno uključuje rezultate monitoringa promatranja, obrasce migracije i transformacije onečišćujućih tvari u atmosferi, značajke antropogenih i prirodnih procesa onečišćenja zračnog bazena istraživanog područja, utjecaj meteoroloških parametara, reljefa i drugih čimbenika na distribucija onečišćujućih tvari u okolišu. U tu svrhu razvijaju se heuristički modeli promjena površinske atmosfere u vremenu i prostoru za pojedinu regiju. Najveći uspjeh u rješavanju ovog složenog problema postignut je za područja gdje se nalaze nuklearne elektrane. Krajnji rezultat primjene ovakvih modela je kvantitativna procjena rizika od onečišćenja zraka i procjena njegove prihvatljivosti sa socio-ekonomskog stajališta.

Kemijsko onečišćenje atmosfere

Zagađenje atmosfere treba shvatiti kao promjenu njegovog sastava kada uđu nečistoće prirodnog ili antropogenog podrijetla. Postoje tri vrste zagađivača: plinovi, prašina i aerosoli. Potonji uključuju raspršene čvrste čestice koje se emitiraju u atmosferu i suspendiraju u njoj dugo vremena.

Glavni zagađivači atmosfere uključuju ugljični dioksid, ugljični monoksid, sumpor i dušikov dioksid, kao i male komponente plina koje mogu utjecati na temperaturni režim troposfere: dušikov dioksid, halougljikovodici (freoni), metan i troposferski ozon.

Visokoj razini onečišćenja zraka glavni doprinos daju poduzeća crne i obojene metalurgije, kemije i petrokemije, građevinske industrije, energetike, industrije celuloze i papira, au nekim gradovima i kotlovnice.

Izvori onečišćenja - termoelektrane koje zajedno s dimom ispuštaju u zrak sumpor-dioksid i ugljični dioksid, metalurška poduzeća, posebno obojena metalurgija, koja emitiraju dušikove okside, sumporovodik, klor, fluor, amonijak, spojeve fosfora, čestice i spojevi žive i arsena u zrak; kemijske i cementne tvornice. Štetni plinovi dospijevaju u zrak kao rezultat izgaranja goriva za industrijske potrebe, grijanje doma, transport, izgaranje i preradu kućnog i industrijskog otpada.

Atmosferske onečišćujuće tvari dijele se na primarne, koje ulaze izravno u atmosferu, i sekundarne, koje nastaju preobrazbom potonjih. Dakle, sumporov dioksid koji ulazi u atmosferu oksidira se u sumporni anhidrid, koji u interakciji s vodenom parom stvara kapljice sumporne kiseline. Kada sumporni anhidrid reagira s amonijakom, nastaju kristali amonijevog sulfata. Slično, kao rezultat kemijskih, fotokemijskih, fizikalno-kemijskih reakcija između onečišćujućih tvari i atmosferskih komponenti nastaju drugi sekundarni znakovi. Glavni izvor pirogenog onečišćenja na planeti su termoelektrane, metalurška i kemijska poduzeća, kotlovnice, koje troše više od 170% godišnje proizvedenih krutih i tekućih goriva.

Emisije automobila čine veliki udio onečišćenja zraka. Sada se na Zemlji vozi oko 500 milijuna automobila, a do 2000. godine očekuje se da će njihov broj porasti na 900 milijuna. Godine 1997. u Moskvi je prometovano 2400 tisuća automobila, sa standardom od 800 tisuća automobila za postojeće ceste.

Cestovni promet trenutno čini više od polovice svih štetnih emisija u okoliš, koje su glavni izvor onečišćenja zraka, posebice u velikim gradovima. U prosjeku, uz vožnju od 15 tisuća km godišnje, svaki automobil sagorijeva 2 tone goriva i oko 26 - 30 tona zraka, uključujući 4,5 tona kisika, što je 50 puta više od ljudskih potreba. Istodobno, automobil ispušta u atmosferu (kg/godišnje): ugljični monoksid - 700, dušikov dioksid - 40, neizgorjeli ugljikovodici - 230 i krute tvari - 2 - 5. Osim toga, uslijed upotrebe emitiraju se mnogi spojevi olova. uglavnom olovnog benzina .

Promatranja su pokazala da u kućama koje se nalaze u blizini glavne ceste (do 10 m) stanovnici obolijevaju od raka 3-4 puta češće nego u kućama udaljenim 50 m. Prijevoz također truje vodene površine, tlo i biljke.

Otrovne emisije iz motora s unutarnjim izgaranjem (ICE) su ispušni plinovi i plinovi iz kartera, isparenja goriva iz rasplinjača i spremnika goriva. Glavni udio toksičnih nečistoća u atmosferu ulazi s ispušnim plinovima motora s unutarnjim izgaranjem. S plinovima iz kartera i parama goriva, otprilike 45% ugljikovodika iz njihove ukupne emisije ulazi u atmosferu.

Količina štetnih tvari koje ulaze u atmosferu kao dio ispušnih plinova ovisi o općem tehničkom stanju vozila, a posebno o motoru - izvoru najvećeg onečišćenja. Dakle, ako se prekrši podešavanje rasplinjača, emisije ugljičnog monoksida povećavaju se za 4 ... 5 puta. Korištenje olovnog benzina, koji u svom sastavu ima spojeve olova, uzrokuje onečišćenje zraka vrlo otrovnim spojevima olova. Oko 70% olova dodanog benzinu s etil tekućinom ulazi u atmosferu s ispušnim plinovima u obliku spojeva, od čega se 30% taloži na tlo neposredno nakon rezanja ispušne cijevi automobila, 40% ostaje u atmosferi. Jedan kamion srednjeg opterećenja godišnje oslobađa 2,5...3 kg olova. Koncentracija olova u zraku ovisi o sadržaju olova u benzinu.

Moguće je isključiti ulazak visoko toksičnih spojeva olova u atmosferu zamjenom olovnog benzina bezolovnim.

Ispušni plinovi plinskoturbinskih motora sadrže otrovne komponente kao što su ugljični monoksid, dušikovi oksidi, ugljikovodici, čađa, aldehidi itd. Sadržaj toksičnih komponenti u produktima izgaranja značajno ovisi o načinu rada motora. Visoke koncentracije ugljičnog monoksida i ugljikovodika tipične su za plinske turbinske pogonske sustave (GTPU) u smanjenim režimima rada (tijekom praznog hoda, taksiranja, približavanja zračnoj luci, prilaza na slijetanje), dok se sadržaj dušikovih oksida značajno povećava kada rade na režimima blizu nominalnog ( polijetanje, uspon, let).

Ukupna emisija otrovnih tvari u atmosferu zrakoplova s ​​plinskoturbinskim motorima stalno raste, što je posljedica povećanja potrošnje goriva do 20...30 t/h i stalnog povećanja broja zrakoplova u pogonu. Primjećuje se utjecaj GTDU na ozonski omotač i nakupljanje ugljičnog dioksida u atmosferi.

Emisije GGDU imaju najveći utjecaj na životne uvjete u zračnim lukama i područjima uz ispitne stanice. Usporedni podaci o emisijama štetnih tvari u zračnim lukama govore da su prihodi od plinskih turbinskih motora u površinski sloj atmosfere, u %: ugljični monoksid - 55, dušikovi oksidi - 77, ugljikovodici - 93 i aerosol - 97. Ostatak emisije emitiraju kopnena vozila s motorima s unutarnjim izgaranjem.

Onečišćenje zraka vozila s raketnim pogonskim sustavima uglavnom se događa tijekom njihova rada prije lansiranja, tijekom polijetanja, tijekom zemaljskih ispitivanja tijekom njihove proizvodnje ili nakon popravka, tijekom skladištenja i transporta goriva. Sastav produkata izgaranja tijekom rada takvih motora određen je sastavom komponenti goriva, temperaturom izgaranja te procesima disocijacije i rekombinacije molekula. Količina produkata izgaranja ovisi o snazi ​​(potisku) pogonskih sustava. Tijekom izgaranja krutih goriva iz komore za izgaranje emitiraju se vodena para, ugljični dioksid, klor, para klorovodične kiseline, ugljični monoksid, dušikov oksid i Al2O3 čvrste čestice prosječne veličine 0,1 mikrona (ponekad i do 10 mikrona).

Kada se lansiraju, raketni motori negativno utječu ne samo na površinski sloj atmosfere, već i na svemir, uništavajući Zemljin ozonski omotač. Razmjer uništenja ozonskog omotača određen je brojem lansiranja raketnih sustava i intenzitetom letova nadzvučnih zrakoplova.

U vezi s razvojem zrakoplovne i raketne tehnologije, kao i intenzivnom uporabom zrakoplova i raketnih motora u drugim sektorima nacionalnog gospodarstva, ukupna emisija štetnih nečistoća u atmosferu značajno je porasla. Međutim, ovi motori još uvijek ne čine više od 5% otrovnih tvari koje ulaze u atmosferu iz vozila svih vrsta.

Atmosferski zrak jedan je od glavnih vitalnih elemenata okoliša.

Zakon “O6 za zaštitu atmosferskog zraka” sveobuhvatno pokriva problem. Sažeo je zahtjeve razvijene prethodnih godina i opravdao se u praksi. Primjerice, uvođenje pravila koja zabranjuju puštanje u rad bilo kakvih proizvodnih objekata (novoizgrađenih ili rekonstruiranih) ako tijekom rada postanu izvori onečišćenja ili drugih negativnih utjecaja na atmosferski zrak. Dodatno su razvijena pravila o regulaciji najviših dopuštenih koncentracija onečišćujućih tvari u atmosferskom zraku.

Državno sanitarno zakonodavstvo samo za atmosferski zrak utvrdilo je MPC za većinu kemikalija izoliranog djelovanja i za njihove kombinacije.

Higijenski standardi su državni zahtjev za poslovne lidere. Njihovu provedbu trebaju nadzirati tijela državnog sanitarnog nadzora Ministarstva zdravstva i Državnog odbora za ekologiju.

Za sanitarnu zaštitu atmosferskog zraka od velike je važnosti identifikacija novih izvora onečišćenja zraka, obračun projektiranih, u izgradnji i rekonstruiranim objektima koji zagađuju atmosferu, kontrola izrade i provedbe master planova gradova, naselja i industrijskih objekata. središta u smislu lociranja industrijskih poduzeća i zona sanitarne zaštite.

Zakonom "O zaštiti atmosferskog zraka" propisani su uvjeti za utvrđivanje normi za maksimalno dopuštene emisije onečišćujućih tvari u atmosferu. Takvi se standardi utvrđuju za svaki stacionarni izvor onečišćenja, za svaki model vozila i drugih mobilnih vozila i instalacija. One se određuju na način da ukupne štetne emisije iz svih izvora onečišćenja na određenom području ne prelaze MPC standarde za onečišćujuće tvari u zraku. Najveće dopuštene emisije određuju se samo uzimajući u obzir najveće dopuštene koncentracije.

Zahtjevi Zakona koji se odnose na uporabu sredstava za zaštitu bilja, mineralnih gnojiva i drugih pripravaka su vrlo važni. Sve zakonske mjere predstavljaju preventivni sustav usmjeren na sprječavanje onečišćenja zraka.

Zakon predviđa ne samo kontrolu nad ispunjavanjem njegovih zahtjeva, već i odgovornost za njihovo kršenje. Poseban članak definira ulogu javnih organizacija i građana u provođenju mjera zaštite zračnog okoliša, obvezuje ih da aktivno pomažu državnim tijelima u tim pitanjima, jer će samo široka participacija javnosti omogućiti provedbu odredaba ovog zakona. Tako se kaže da država pridaje veliku važnost očuvanju povoljnog stanja atmosferskog zraka, njegovoj obnovi i poboljšanju kako bi se osigurali najbolji životni uvjeti za ljude - njihov rad, život, rekreaciju i zaštitu zdravlja.

Poduzeća ili njihove zasebne zgrade i građevine čiji su tehnološki procesi izvor ispuštanja štetnih tvari i tvari neugodnog mirisa u atmosferski zrak, odvojene su od stambenih zgrada zonama sanitarne zaštite. Zona sanitarne zaštite za poduzeća i objekte može se povećati, ako je potrebno i opravdano, najviše 3 puta, ovisno o sljedećim razlozima: a) učinkovitosti predviđenih ili mogućih metoda za čišćenje emisija u atmosferu; b) nedostatak načina za čišćenje emisija; c) postavljanje stambenih zgrada, po potrebi, sa zavjetrinske strane u odnosu na poduzeće u zoni mogućeg onečišćenja zraka; d) ruže vjetrova i drugi nepovoljni lokalni uvjeti (na primjer, česta zatišja i magle); e) izgradnja novih, još nedovoljno proučenih, sanitarno štetnih, industrija.

Veličine zona sanitarne zaštite za pojedine grupe ili komplekse velikih poduzeća u kemijskoj, naftnoj, metalurškoj, strojogradnji i drugim industrijama, kao i termoelektrana s emisijama koje stvaraju velike koncentracije raznih štetnih tvari u zraku i imaju posebno štetni učinak na zdravlje i sanitarno-higijenske uvjete života stanovništva utvrđuju se u svakom konkretnom slučaju zajedničkom odlukom Ministarstva zdravstva i Gosstroja Rusije.

Kako bi se povećala učinkovitost zona sanitarne zaštite, na njihovom području se sadi drveće, grmlje i zeljasta vegetacija, što smanjuje koncentraciju industrijske prašine i plinova. U zonama sanitarne zaštite poduzeća koja intenzivno onečišćuju atmosferski zrak plinovima štetnim za vegetaciju, treba uzgajati najotpornije drveće, grmlje i trave, uzimajući u obzir stupanj agresivnosti i koncentraciju industrijskih emisija. Posebno su štetne za vegetaciju emisije iz kemijske industrije (sumporni i sumporni anhidrid, sumporovodik, sumporna, dušična, fluorna i bromosta kiselina, klor, fluor, amonijak i dr.), crne i obojene metalurgije, industrije ugljena i termoelektrane.

2. Hidrosfera

Voda je oduvijek zauzimala i zauzimat će poseban položaj među prirodnim resursima Zemlje. Ovo je najvažniji prirodni resurs, jer je prije svega neophodan za život čovjeka i svakog živog bića. Vodu čovjek koristi ne samo u svakodnevnom životu, već i u industriji i poljoprivredi.

Vodeni okoliš, koji uključuje površinske i podzemne vode, naziva se hidrosfera. Površinske vode uglavnom su koncentrirane u Svjetskom oceanu, koji sadrži oko 91% sve vode na Zemlji. Voda u oceanu (94%) i pod zemljom je slana. Količina slatke vode je 6% ukupne vode na Zemlji, a vrlo mali udio je dostupan na mjestima koja su lako dostupna za vađenje. Većina slatke vode sadržana je u snijegu, slatkovodnim ledenjacima i ledenjacima (1,7%), koji se nalaze uglavnom u regijama Antarktičkog kruga, kao i duboko pod zemljom (4%).

Trenutno čovječanstvo koristi 3,8 tisuća kubnih metara. km. vode godišnje, a potrošnja se može povećati na maksimalno 12 tisuća kubika. km. Pri sadašnjoj stopi rasta potrošnje vode to će biti dovoljno za sljedećih 25-30 godina. Ispumpavanje podzemnih voda dovodi do slijeganja tla i zgrada te snižavanja razine podzemne vode za desetke metara.

Voda je od velike važnosti u industrijskoj i poljoprivrednoj proizvodnji. Poznato je da je neophodan za svakodnevne potrebe čovjeka, svih biljaka i životinja. Za mnoga živa bića služi kao stanište.

Rast gradova, brzi razvoj industrije, intenziviranje poljoprivrede, značajno širenje navodnjavanog zemljišta, poboljšanje kulturnih i životnih uvjeta i niz drugih čimbenika sve više otežavaju problem vodoopskrbe.

Svaki stanovnik Zemlje u prosjeku troši 650 kubnih metara. m vode godišnje (1780 litara dnevno). No, za zadovoljavanje fizioloških potreba dovoljno je 2,5 litara dnevno, t.j. oko 1 cu. m godišnje. Velika količina vode potrebna je za poljoprivredu (69%) uglavnom za navodnjavanje; 23% vode troši industrija; 6% se troši u svakodnevnom životu.

Uzimajući u obzir potrebe vode za industriju i poljoprivredu, potrošnja vode u našoj zemlji je od 125 do 350 litara dnevno po osobi (u Sankt Peterburgu 450 litara, u Moskvi - 400 litara).

U razvijenim zemljama svaki stanovnik ima 200-300 litara vode dnevno. Istovremeno, 60% zemljišta nema dovoljno slatke vode. Nedostaje četvrtini čovječanstva (otprilike 1,5 milijuna ljudi), a još 500 milijuna pati od nedostatka i loše kvalitete pitke vode, što dovodi do crijevnih bolesti.

Većina vode nakon korištenja za potrebe kućanstva vraća se u rijeke u obliku otpadnih voda.

Svrha rada: razmotriti glavne izvore i vrste onečišćenja hidrosfere, kao i metode pročišćavanja otpadnih voda.

Nedostatak pitke vode već postaje globalni problem. Sve veće potrebe industrije i poljoprivrede za vodom tjeraju sve zemlje, znanstvenike svijeta da traže razna sredstva za rješavanje ovog problema.

U sadašnjoj fazi utvrđuju se sljedeća područja racionalnog korištenja vodnih resursa: potpunije korištenje i proširena reprodukcija slatkovodnih resursa; razvoj novih tehnoloških procesa za sprječavanje onečišćenja vodnih tijela i smanjenje potrošnje slatke vode.

Struktura Zemljine hidrosfere

Hidrosfera je vodena ljuska Zemlje. Uključuje: površinske i podzemne vode, koje izravno ili neizravno osiguravaju vitalnu aktivnost živih organizama, kao i vodu koja pada u obliku oborina. Voda zauzima prevladavajući dio biosfere. Od 510 milijuna km2 ukupne površine zemljine površine, na Svjetski ocean otpada 361 milijun km2 (71%). Ocean je glavni prijamnik i akumulator sunčeve energije, budući da voda ima visoku toplinsku vodljivost. Glavna fizikalna svojstva vodenog medija su njegova gustoća (800 puta veća od gustoće zraka) i viskoznost (55 puta veća od gustoće zraka). Osim toga, vodu karakterizira mobilnost u prostoru, što pomaže u održavanju relativne homogenosti fizikalnih i kemijskih karakteristika. Vodena tijela karakteriziraju temperaturna stratifikacija, t.j. promjena temperature vode s dubinom. Temperaturni režim ima značajne dnevne, sezonske, godišnje fluktuacije, ali općenito je dinamika kolebanja temperature vode manja od dinamike zraka. Svjetlosni režim vode ispod površine određen je njezinom prozirnošću (mutnoćom). O tim svojstvima ovisi fotosinteza bakterija, fitoplanktona i viših biljaka, a posljedično i nakupljanje organske tvari, što je moguće samo unutar eufonijske zone, t.j. u sloju gdje procesi sinteze prevladavaju nad procesima disanja. Zamućenost i prozirnost ovise o sadržaju suspendiranih tvari organskog i mineralnog podrijetla u vodi. Od najznačajnijih abiotičkih čimbenika za žive organizme u vodnim tijelima treba istaknuti salinitet vode - sadržaj otopljenih karbonata, sulfata i klorida u njoj. U slatkim vodama ih ima malo, a prevladavaju karbonati (do 80%). U oceanskoj vodi prevladavaju kloridi i donekle sulfati. Gotovo svi elementi periodnog sustava, uključujući metale, otopljeni su u morskoj vodi. Druga karakteristika kemijskih svojstava vode povezana je s prisutnošću otopljenog kisika i ugljičnog dioksida u njoj. Posebno je važan kisik koji ide na disanje vodenih organizama. Vitalna aktivnost i rasprostranjenost organizama u vodi ovise o koncentraciji vodikovih iona (pH). Svi stanovnici vode - hidrobionti prilagodili su se određenoj razini pH: jedni preferiraju kiseli, drugi - alkalni, a treći - neutralni okoliš. Promjena ovih karakteristika, prvenstveno kao posljedica industrijskog utjecaja, dovodi do uginuća vodenih organizama ili do zamjene nekih vrsta drugim.

Glavne vrste onečišćenja hidrosfere.

Pod onečišćenjem vodnih resursa podrazumijeva se svaka promjena fizikalnih, kemijskih i bioloških svojstava vode u akumulacijama zbog ispuštanja u njih tekućih, čvrstih i plinovitih tvari koje uzrokuju ili mogu stvoriti neugodnosti, čineći vodu ovih akumulacija opasnom za korištenje, nanošenje štete nacionalnom gospodarstvu, zdravlju i javnoj sigurnosti. Izvori onečišćenja su objekti iz kojih se ispuštaju ili na drugi način ulaze u vodna tijela štetnih tvari koje narušavaju kvalitetu površinskih voda, ograničavaju njihovu upotrebu, a također negativno utječu na stanje dna i obalnih vodnih tijela.

Glavni izvori onečišćenja i začepljenja vodnih tijela su nedovoljno pročišćena otpadna voda iz industrijskih i komunalnih poduzeća, velikih stočarskih kompleksa, proizvodni otpad od razvoja rudnih minerala; rudnici vode, rudnici, prerada i legiranje drveta; ispusti vode i željezničkog prometa; otpad primarne prerade lana, pesticidi itd. Onečišćujuće tvari, ulazeći u prirodna vodna tijela, dovode do kvalitativnih promjena u vodi, koje se uglavnom očituju u promjeni fizičkih svojstava vode, posebice u pojavi neugodnih mirisa, okusa itd.); u promjeni kemijskog sastava vode, posebice pojave štetnih tvari u njoj, prisutnosti plutajućih tvari na površini vode i njihovog taloženja na dnu rezervoara.

Fenol je prilično štetan zagađivač industrijskih voda. Nalazi se u otpadnim vodama mnogih petrokemijskih postrojenja. Istodobno, biološki procesi rezervoara, proces njihovog samopročišćavanja, naglo se smanjuju, voda poprima specifičan miris karbolne kiseline.

Na život stanovništva akumulacija nepovoljno utječu otpadne vode iz industrije celuloze i papira. Oksidacija drvne pulpe popraćena je apsorpcijom značajne količine kisika, što dovodi do smrti jaja, mlađi i odraslih riba. Vlakna i druge netopive tvari začepljuju vodu i narušavaju njezina fizikalna i kemijska svojstva. Iz trulog drveta i kore u vodu se oslobađaju različiti tanini. Smola i drugi ekstraktivni produkti razgrađuju se i apsorbiraju puno kisika, uzrokujući uginuće riba, osobito jedinki i jaja. Osim toga, legure krtica jako začepljuju rijeke, a naplavljeno drvo često potpuno začepljuje njihovo dno, lišujući ribu mrijestilišta i mjesta za hranu.

Nafta i naftni proizvodi u sadašnjoj su fazi glavni zagađivači kopnenih voda, voda i mora, Svjetskog oceana. Ulazeći u vodena tijela, stvaraju različite oblike onečišćenja: uljni film koji pluta na vodi, naftni proizvodi otopljeni ili emulgirani u vodi, teške frakcije koje su se taložile na dno itd. To otežava procese fotosinteze u vodi zbog prestanka pristupa sunčevoj svjetlosti, a također uzrokuje smrt biljaka i životinja. Istodobno se mijenja miris, okus, boja, površinska napetost, viskoznost vode, smanjuje se količina kisika, pojavljuju se štetne organske tvari, voda poprima toksična svojstva i predstavlja prijetnju ne samo ljudima. 12 g ulja čini tonu vode neprikladnom za konzumaciju. Svaka tona ulja stvara uljni film na površini do 12 četvornih metara. km. Obnova zahvaćenih ekosustava traje 10-15 godina.

Nuklearne elektrane zagađuju rijeke radioaktivnim otpadom. Radioaktivne tvari koncentriraju najsitniji planktonski mikroorganizmi i ribe, a zatim se putem hranidbenog lanca prenose na druge životinje. Utvrđeno je da je radioaktivnost planktonskih stanovnika tisuće puta veća od vode u kojoj žive.

Otpadne vode s povećanom radioaktivnošću (100 kirija po 1 litri ili više) podliježu odlaganju u podzemne bazene bez drenaže i posebne spremnike.

Rast stanovništva, širenje starih i nastanak novih gradova značajno su povećali protok otpadnih voda iz kućanstava u kopnene vode. Ove otpadne vode postale su izvor onečišćenja rijeka i jezera patogenim bakterijama i helmintima. Sintetski deterdženti koji se široko koriste u svakodnevnom životu zagađuju vodena tijela u još većoj mjeri. Također se široko koriste u industriji i poljoprivredi. Kemikalije sadržane u njima, ulazeći u rijeke i jezera s kanalizacijom, imaju značajan utjecaj na biološki i fizički režim vodnih tijela. Zbog toga se smanjuje sposobnost vode da se zasiti kisikom, a aktivnost bakterija koje mineraliziraju organske tvari je paralizirana.

Ozbiljnu zabrinutost izaziva onečišćenje vodenih tijela pesticidima i mineralnim gnojivima, koji dolaze s polja zajedno s potocima kišnice i otopljene vode. Kao rezultat istraživanja, na primjer, dokazano je da se insekticidi sadržani u vodi u obliku suspenzija otapaju u naftnim proizvodima koji onečišćuju rijeke i jezera. Ova interakcija dovodi do značajnog slabljenja oksidativnih funkcija vodenih biljaka. Dolazeći u vodena tijela, pesticidi se nakupljaju u planktonu, bentosu, ribama i kroz lanac ishrane ulaze u ljudsko tijelo, utječući na pojedine organe i tijelo u cjelini.

U svezi s intenziviranjem stočarstva, sve više se osjećaju otpadne vode poduzeća u ovoj grani poljoprivrede.

Otpadne vode koje sadrže biljna vlakna, životinjske i biljne masti, fekalne tvari, ostatke voća i povrća, otpad iz industrije kože i celuloze i papira, šećera i pivovara, mesne i mliječne industrije, konzerviranja i slastičarstva, uzrok su organskog onečišćenja vodnih tijela. .

U otpadnim vodama obično se nalazi oko 60% tvari organskog podrijetla, u istu organsku kategoriju spadaju biološka (bakterije, virusi, gljive, alge) onečišćenja u komunalnim, medicinskim i sanitarnim vodama te otpad iz poduzeća za pranje kože i vune.

Ozbiljan ekološki problem je to što je uobičajeni način korištenja vode za apsorpciju topline u termoelektranama izravno pumpanje svježe jezerske ili riječne vode kroz hladnjak, a zatim vraćanje u prirodne rezervoare bez prethodnog hlađenja. Za elektranu od 1000 MW potrebno je jezero površine 810 hektara i dubine oko 8,7 m.

Elektrane mogu podići temperaturu vode za 5-15 C u odnosu na okoliš.U prirodnim uvjetima, uz polagano povećanje ili smanjenje temperature, ribe i drugi vodeni organizmi postupno se prilagođavaju promjenama temperature okoline. Ali ako se, kao rezultat ispuštanja vrućih otpadnih voda iz industrijskih poduzeća u rijeke i jezera, brzo uspostavi novi temperaturni režim, nema dovoljno vremena za aklimatizaciju, živi organizmi dobivaju toplinski šok i umiru.

Toplotni šok je ekstremna posljedica toplinskog onečišćenja. Ispuštanje zagrijanih otpadnih voda u vodna tijela može imati i druge, podmuklije posljedice. Jedan od njih je učinak na metaboličke procese.

Kao rezultat povećanja temperature vode, sadržaj kisika u njoj se smanjuje, dok se potreba živih organizama za njim povećava. Povećana potreba za kisikom, njegov nedostatak uzrokuju ozbiljan fiziološki stres, pa čak i smrt. Umjetno zagrijavanje vode može značajno promijeniti ponašanje riba - uzrokovati nepravovremeni mrijest, poremetiti migraciju

Povećanje temperature vode može poremetiti strukturu flore rezervoara. Alge karakteristične za hladnu vodu zamjenjuju se termofilnijima i, konačno, pri visokim temperaturama ih u potpunosti zamjenjuju, a stvaraju se povoljni uvjeti za masovni razvoj modrozelenih algi u akumulacijama - tzv. "cvjetanje vode" . Sve navedene posljedice toplinskog onečišćenja vodnih tijela nanose veliku štetu prirodnim ekosustavima i dovode do štetnih promjena u čovjekovom okolišu. Štete nastale toplinskim onečišćenjem mogu se podijeliti na: - ekonomske (gubici zbog smanjenja produktivnosti vodnih tijela, troškovi otklanjanja posljedica onečišćenja); socijalne (estetske štete zbog degradacije krajobraza); okoliš (nepovratno uništavanje jedinstvenih ekosustava, izumiranje vrsta, genetska oštećenja).

Put koji će ljudima omogućiti da izbjegnu ekološki ćorsokak sada je jasan. To su neotpadne i malootpadne tehnologije, pretvaranje otpada u korisne resurse. Ali trebat će desetljeća da se ideja oživi.

Metode pročišćavanja otpadnih voda

Pročišćavanje otpadnih voda je pročišćavanje otpadnih voda radi uništavanja ili uklanjanja štetnih tvari iz njih. Metode čišćenja mogu se podijeliti na mehaničke, kemijske, fizikalno-kemijske i biološke.

Bit mehaničke metode

pročišćavanje se sastoji u tome da se postojeće nečistoće odstranjuju iz otpadne vode taloženjem i filtriranjem. Mehanička obrada omogućuje izolaciju do 60-75% netopivih nečistoća iz kućnih otpadnih voda i do 95% iz industrijskih otpadnih voda, od kojih se mnogi (kao vrijedni materijali) koriste u proizvodnji.

Kemijska metoda sastoji se u tome da se u otpadnu vodu dodaju različiti kemijski reagensi koji reagiraju s onečišćujućim tvarima i talože ih u obliku netopivih taloga. Kemijskim čišćenjem postiže se smanjenje netopivih nečistoća do 95%, a topivih nečistoća do 25%.

Fizikalno-kemijskom metodom

Pročišćavanjem otpadnih voda uklanjaju se fino raspršene i otopljene anorganske nečistoće te uništavaju organske i slabo oksidirane tvari. Od fizikalno-kemijskih metoda najčešće se koriste koagulacija, oksidacija, sorpcija, ekstrakcija itd., kao i elektroliza. Elektroliza je uništavanje organske tvari u otpadnim vodama i izdvajanje metala, kiselina i drugih anorganskih tvari strujanjem električne struje. Pročišćavanje otpadnih voda elektrolizom učinkovito je u postrojenjima olova i bakra, u industriji boja i lakova.

Otpadne vode također se pročišćavaju ultrazvukom, ozonom, smolama za ionsku izmjenu i visokim tlakom. Čišćenje kloriranjem se dobro pokazalo.

Među metodama pročišćavanja otpadnih voda važnu ulogu treba imati biološka metoda koja se temelji na korištenju zakona biokemijskog samopročišćavanja rijeka i drugih vodnih tijela. Koriste se razne vrste bioloških uređaja: biofiltri, biološki ribnjaci itd. U biofilterima se otpadna voda propušta kroz sloj krupnozrnog materijala prekriven tankim bakterijskim filmom. Zahvaljujući ovom filmu, procesi biološke oksidacije se intenzivno odvijaju.

U biološkim ribnjacima svi organizmi koji nastanjuju akumulaciju sudjeluju u pročišćavanju otpadnih voda. Prije biološke obrade otpadne vode se podvrgavaju mehaničkoj obradi, a nakon biološke (za uklanjanje patogenih bakterija) i kemijske obrade, kloriranju tekućim klorom ili bjelilom. Za dezinfekciju se koriste i druge fizikalne i kemijske metode (ultrazvuk, elektroliza, ozoniranje i dr.). Biološka metoda daje najbolje rezultate u obradi komunalnog otpada, kao i otpada iz rafinerija nafte, industrije celuloze i papira, te proizvodnje umjetnih vlakana.

Kako bi se smanjilo onečišćenje hidrosfere, poželjno je ponovno korištenje u zatvorenim, resursno štedljivim procesima bez otpada u industriji, navodnjavanju kap po kap u poljoprivredi, te ekonomičnom korištenju vode u proizvodnji i kod kuće.

3. Litosfera

Razdoblje od 1950. do danas naziva se razdobljem znanstvene i tehnološke revolucije. Krajem 20. stoljeća došlo je do velikih promjena u tehnologiji, pojavila su se nova komunikacijska sredstva i informacijske tehnologije koje su dramatično promijenile mogućnosti razmjene informacija i spojile najudaljenije točke planeta. Svijet se doslovno brzo mijenja pred našim očima, a čovječanstvo u svojim postupcima ne ide uvijek ukorak s tim promjenama.

Problemi s okolišem nisu nastali sami od sebe. To je rezultat prirodnog razvoja civilizacije, u kojoj su prethodno formulirana pravila ljudskog ponašanja u njihovim odnosima s okolinom i unutar ljudskog društva, koja su podržavala održivo postojanje, došla u sukob s novim uvjetima stvorenim znanstvenim i tehnološkim napretkom. . U novim uvjetima potrebno je formirati i nova pravila ponašanja i novi moral, uzimajući u obzir sva prirodoslovna znanja. Najveća poteškoća, koja mnogo toga određuje u rješavanju ekoloških problema, još uvijek je nedovoljna zabrinutost ljudskog društva u cjelini i mnogih njegovih čelnika problemima očuvanja okoliša.

Litosfera, njena struktura

Čovjek postoji u određenom prostoru, a glavna komponenta tog prostora je zemljina površina – površina litosfere.

Litosfera se naziva čvrsta ljuska Zemlje, a sastoji se od zemljine kore i sloja gornjeg omotača koji leži ispod Zemljine kore. Udaljenost donje granice Zemljine kore od Zemljine površine varira unutar 5-70 km, a Zemljin plašt doseže dubinu od 2900 km. Nakon nje, na udaljenosti od 6371 km od površine, nalazi se jezgra.

Zemljište zauzima 29,2% površine zemaljske kugle. Gornji slojevi litosfere nazivaju se tlom. Pokrivač tla je najvažnija prirodna formacija i sastavni dio Zemljine biosfere. To je ljuska tla koja određuje mnoge procese koji se odvijaju u biosferi.

Tlo je glavni izvor hrane, osiguravajući 95-97% prehrambenih resursa za svjetsko stanovništvo. Površina zemljišnih resursa u svijetu iznosi 129 milijuna četvornih metara. km, odnosno 86,5% kopnene površine. Oranice i višegodišnji nasadi u sastavu poljoprivrednog zemljišta zauzimaju oko 10% zemljišta, livade i pašnjaci - 25% zemljišta. Plodnost tla i klimatski uvjeti određuju mogućnost postojanja i razvoja ekoloških sustava na Zemlji. Nažalost, zbog nepravilne eksploatacije svake godine se izgubi dio plodne zemlje. Dakle, tijekom proteklog stoljeća, kao rezultat ubrzane erozije, izgubljeno je 2 milijarde hektara plodne zemlje, što je 27% ukupne površine zemljišta koje se koristi za poljoprivredu.

Izvori onečišćenja tla.

Litosfera je zagađena tekućim i čvrstim zagađivačima i otpadom. Utvrđeno je da godišnje nastane jedna tona otpada po stanovniku Zemlje, uključujući više od 50 kg polimera, teško razgradljivih.

Izvori onečišćenja tla mogu se klasificirati na sljedeći način.

Stambene zgrade i komunalne usluge. U sastavu onečišćujućih tvari u ovoj kategoriji izvora dominira otpad iz kućanstva, otpad od hrane, građevinski otpad, otpad iz sustava grijanja, dotrajali kućanski predmeti itd. Sve se to skuplja i odvozi na deponije. Za velike gradove skupljanje i uništavanje kućnog otpada na odlagalištima postalo je nerješiv problem. Jednostavno spaljivanje smeća na gradskim odlagalištima popraćeno je oslobađanjem otrovnih tvari. Prilikom spaljivanja takvih predmeta, na primjer, polimera koji sadrže klor, nastaju vrlo otrovne tvari - dioksidi. Unatoč tome, posljednjih godina razvijene su metode za uništavanje kućnog otpada spaljivanjem. Obećavajuća metoda je spaljivanje takvih krhotina preko vrućih talina metala.

Industrijska poduzeća. Čvrsti i tekući industrijski otpad stalno sadrži tvari koje mogu toksično djelovati na žive organizme i biljke. Na primjer, soli obojenih teških metala obično su prisutne u otpadu iz metalurške industrije. Inženjerska industrija ispušta cijanide, arsen i berilijeve spojeve u okoliš; u proizvodnji plastike i umjetnih vlakana nastaje otpad koji sadrži fenol, benzol, stiren; u proizvodnji sintetičkih kaučuka, otpad katalizatora, ugrušci podstandardnih polimera ulaze u tlo; u proizvodnji gumenih proizvoda u okoliš se ispuštaju sastojci slični prašini, čađa koja se taloži na tlu i biljkama, otpadni gumeno-tekstilni i gumeni dijelovi, a tijekom rada guma, dotrajale i pokvarene gume, unutarnje cijevi i trake za rubove. Skladištenje i odlaganje rabljenih guma trenutno je neriješen problem, jer često uzrokuje velike požare koje je vrlo teško ugasiti. Stupanj iskorištenosti rabljenih guma ne prelazi 30% njihovog ukupnog volumena.

Prijevoz. Tijekom rada motora s unutarnjim izgaranjem intenzivno se oslobađaju dušikovi oksidi, olovo, ugljikovodici, ugljični monoksid, čađa i druge tvari, taložene na površini zemlje ili apsorbirane od strane biljaka. U potonjem slučaju, te tvari također ulaze u tlo i uključene su u ciklus povezan s lancima ishrane.

Poljoprivreda. Onečišćenje tla u poljoprivredi nastaje zbog unošenja ogromnih količina mineralnih gnojiva i pesticida. Poznato je da neki pesticidi sadrže živu.

Onečišćenje tla teškim metalima. Teški metali su obojeni metali čija je gustoća veća od gustoće željeza. To uključuje olovo, bakar, cink, nikal, kadmij, kobalt, krom, živu.

Značajka teških metala je da su u malim količinama gotovo svi potrebni biljkama i živim organizmima. U ljudskom tijelu teški metali sudjeluju u vitalnim biokemijskim procesima. Međutim, prekoračenje dopuštene količine dovodi do ozbiljnih bolesti.

...

Slični dokumenti

Stanje hidrosfere, litosfere, Zemljine atmosfere i uzroci njihovog onečišćenja. Načini zbrinjavanja otpada poduzeća. Načini dobivanja alternativnih izvora energije koji ne štete prirodi. Utjecaj onečišćenja okoliša na zdravlje ljudi.

sažetak, dodan 02.11.2010


Pojam i struktura biosfere kao žive ljuske planete Zemlje. Glavne karakteristike atmosfere, hidrosfere, litosfere, plašta i jezgre Zemlje. Kemijski sastav, masa i energija žive tvari. Procesi i pojave u živoj i neživoj prirodi.

sažetak, dodan 07.11.2013


Izvori onečišćenja atmosfere, hidrosfere i litosfere. Načini njihove zaštite od kemijskih nečistoća. Sustavi i uređaji za sakupljanje prašine, mehaničke metode čišćenja prašnjavog zraka. procesi erozije. Racioniranje onečišćenja u pokrovu tla.

tečaj predavanja, dodano 03.04.2015


Prirodni izvori onečišćenja zraka. Pojam suhe sedimentacije, metode njezina izračuna. Spojevi dušika i klora kao glavne tvari koje uništavaju ozonski omotač. Problem recikliranja i zbrinjavanja otpada. Kemijski pokazatelj onečišćenja vode.

test, dodano 23.02.2009


Zagađenje zraka. Vrste onečišćenja hidrosfere. Zagađenje oceana i mora. Zagađenje rijeka i jezera. Piti vodu. Relevantnost problema onečišćenja vodnih tijela. Spuštanje kanalizacije u rezervoare. Metode pročišćavanja otpadnih voda.

sažetak, dodan 06.10.2006


Čovjek i okoliš: povijest interakcije. Fizičko, kemijsko, informacijsko i biološko onečišćenje koje narušava procese cirkulacije i metabolizma, njihove posljedice. Izvori onečišćenja hidrosfere i litosfere u Nižnjem Novgorodu.

sažetak, dodan 03.06.2014


Glavne vrste onečišćenja biosfere. Antropogeno onečišćenje atmosfere, litosfere i tla. Rezultat onečišćenja hidrosfere. Utjecaj onečišćenja atmosfere na ljudski organizam. Mjere za sprječavanje antropogenih utjecaja na okoliš.

prezentacija, dodano 8.12.2014


Proizvodnje koje utječu na okoliš. Načini onečišćenja zraka tijekom izgradnje. Mjere zaštite atmosfere. Izvori onečišćenja hidrosfere. Sanacija i čišćenje teritorija. Izvori viška buke povezane s građevinskom opremom.

prezentacija, dodano 22.10.2013


Opći podaci o utjecaju antropogenih čimbenika na javno zdravlje. Utjecaj onečišćenja atmosfere, hidrosfere i litosfere na zdravlje ljudi. Popis bolesti povezanih s onečišćenjem zraka. Glavni izvori opasnosti.

sažetak, dodan 11.07.2013


Industrijski izvori onečišćenja biosfere. Razvrstavanje štetnih tvari prema stupnju utjecaja na čovjeka. Sanitarno-epidemijska situacija u gradovima. Nedostaci u organizaciji neutralizacije i zbrinjavanja krutog, tekućeg kućnog i industrijskog otpada.

Da bismo odredili osnovna svojstva biosfere, prvo moramo razumjeti s čime imamo posla. Kakav je oblik njegove organizacije i postojanja? Kako funkcionira i komunicira s vanjskim svijetom? U konačnici, što je to?

Od pojave pojma krajem 19. stoljeća do stvaranja holističke doktrine biogeokemičara i filozofa V.I. Vernadsky, definicija pojma "biosfera" doživjela je značajne promjene. Prešao je iz kategorije mjesta ili teritorija na kojem žive živi organizmi u kategoriju sustava koji se sastoji od elemenata ili dijelova, koji funkcioniraju prema određenim pravilima za postizanje određenog cilja. O tome kako razmotriti biosferu ovisi o tome koja su joj svojstva svojstvena.

Pojam se temelji na starogrčkim riječima: βιος - život i σφαρα - kugla ili lopta. Odnosno, to je neka ljuska Zemlje, gdje postoji život. Zemlja je kao neovisna planeta, prema znanstvenicima, nastala prije oko 4,5 milijardi godina, a milijardu godina kasnije na njoj se pojavio život.

Arhejski, proterozojski i fanerozojski eon. Eoni se sastoje od era. Potonji se sastoji od paleozoika, mezozoika i kenozoika. Epohe iz razdoblja. Kenozoik iz paleogena i neogena. Razdoblja iz epoha. Sadašnji - holocen - započeo je prije 11,7 tisuća godina.

Granice i slojevi razmnožavanja

Biosfera ima vertikalnu i horizontalnu distribuciju. Vertikalno se konvencionalno dijeli na tri sloja gdje postoji život. To su litosfera, hidrosfera i atmosfera. Donja granica litosfere doseže 7,5 km od površine Zemlje. Hidrosfera se nalazi između litosfere i atmosfere. Njegova najveća dubina je 11 km. Atmosfera prekriva planet odozgo i život u njemu postoji, pretpostavlja se, na visini do 20 km.

Osim vertikalnih slojeva, biosfera ima horizontalnu podjelu ili zoniranje. Ovo je promjena prirodnog okoliša od Zemljinog ekvatora do njezinih polova. Planet ima oblik lopte i stoga je količina svjetlosti i topline koja ulazi na njegovu površinu različita. Najveće zone su geografske zone. Počevši od ekvatora, ide prvo ekvatorijalno, iznad tropskog, zatim umjerenog i konačno, blizu polova - arktičkog ili antarktičkog. Unutar pojaseva su prirodne zone: šume, stepe, pustinje, tundre i tako dalje. Ove zone su karakteristične ne samo za kopno, već i za oceane. Horizontalni položaj biosfere ima svoju nadmorsku visinu. Određuje se površinskom strukturom litosfere i razlikuje se od podnožja planine do njezina vrha.

Do danas, flora i fauna našeg planeta ima oko 3.000.000 vrsta, a to je samo 5% od ukupnog broja vrsta koje su uspjele "živjeti" na Zemlji. Oko 1,5 milijuna životinjskih vrsta i 0,5 milijuna biljnih vrsta pronašlo je svoj opis u znanosti. Ne postoje samo neopisane vrste, već i neistražena područja Zemlje, čiji je sadržaj vrsta nepoznat.

Dakle, biosfera ima vremensko i prostorno obilježje, a sastav vrsta živih organizama koji je ispunjava mijenja se kako u vremenu tako iu prostoru – okomito i horizontalno. To je dovelo znanstvenike do zaključka da biosfera nije planarna struktura i da ima znakove vremenske i prostorne varijabilnosti. Ostaje utvrditi, pod utjecajem kojeg vanjskog čimbenika, mijenja se u vremenu, prostoru i strukturi. Taj faktor je sunčeva energija.

Ako prihvatimo da su vrste svih živih organizama, bez obzira na prostorni i vremenski okvir, dijelovi, a njihova ukupnost cjelina, onda je njihova interakcija međusobno i s vanjskim okruženjem sustav. L von Bertalanffy i F.I. Peregudov je, definirajući sustav, tvrdio da je to kompleks međusobno povezanih komponenti, ili skup elemenata koji su u međusobnom odnosu i s okolinom, ili skup međusobno povezanih elemenata koji su izolirani od okoline i s njom djeluju kao cijelo.

Sustav

Biosfera kao jedinstveni cjeloviti sustav može se uvjetno podijeliti na svoje sastavne dijelove. Najčešća takva podjela je vrsta. Svaka vrsta životinje ili biljke uzima se kao sastavni dio sustava. Može se prepoznati i kao sustav, s vlastitom strukturom i sastavom. Ali vrsta ne postoji izolirano. Njegovi predstavnici žive na određenom teritoriju, gdje su u interakciji ne samo jedni s drugima i okolišem, već i s drugim vrstama. Takvo prebivalište vrsta, na jednom području, naziva se ekosustav. Najmanji ekosustav je pak uključen u veći. To u još više i tako na globalno - u biosferu. Stoga se biosfera, kao sustav, može smatrati da se sastoji od dijelova, koji su ili vrste ili biosfere. Jedina razlika je u tome što se vrsta može identificirati jer ima značajke koje je razlikuju od drugih. Neovisna je iu drugim vrstama - dijelovi nisu uključeni. Kod biosfera je takva razlika nemoguća – jedan dio drugog.

znakovi

Sustav ima još dvije značajne značajke. Stvoren je radi postizanja određenog cilja i funkcioniranje cijelog sustava učinkovitije je od svakog njegovog dijela zasebno.

Dakle, svojstva kao sustav, u svojoj cjelovitosti, sinergiji i hijerarhiji. Integritet je u tome što su veze između njegovih dijelova ili unutarnje veze mnogo jače nego s okolinom ili vanjskim. Sinergija ili sustavni učinak je da su sposobnosti cijelog sustava puno veće od zbroja sposobnosti njegovih dijelova. I, iako je svaki element sustava sam sustav, on je ipak samo dio općeg i većeg. Ovo je njegova hijerarhija.

Biosfera je dinamički sustav koji mijenja svoje stanje pod vanjskim utjecajem. Otvoren je jer izmjenjuje materiju i energiju s okolinom. Ima složenu strukturu, jer se sastoji od podsustava. I konačno, to je prirodni sustav - nastao kao rezultat prirodnih promjena tijekom mnogo godina.

Zahvaljujući tim kvalitetama, ona se može regulirati i organizirati. To su osnovna svojstva biosfere.

Sredinom 20. stoljeća koncept samoregulacije prvi je upotrijebio američki fiziolog Walter Cannon, a engleski psihijatar i kibernetičar William Ross Ashby uveo je pojam samoorganizacije i formulirao zakon potrebne raznolikosti. Ovaj kibernetički zakon formalno je dokazao potrebu za velikom raznolikošću vrsta za stabilnost sustava. Što je veća raznolikost, veća je vjerojatnost da će sustav održati svoju dinamičku stabilnost suočen s velikim vanjskim utjecajima.

Svojstva

Odgovarati na vanjski utjecaj, oduprijeti mu se i prevladati ga, reproducirati se i obnoviti, odnosno održati njegovu unutarnju postojanost, to je cilj sustava koji se naziva biosfera. Ove kvalitete cijelog sustava izgrađene su na sposobnosti njegovog dijela, a to je vrsta, da održava određeni broj ili homeostazu, kao i svakog pojedinca ili živog organizma da održava svoje fiziološke uvjete – homeostazu.

Kao što vidite, ta svojstva su se razvila u njoj pod utjecajem i suprotstavljanja vanjskim čimbenicima.

Glavni vanjski čimbenik je sunčeva energija. Ako je broj kemijskih elemenata i spojeva ograničen, tada se energija Sunca stalno opskrbljuje. Zahvaljujući njemu dolazi do migracije elemenata duž lanca ishrane iz jednog živog organizma u drugi te pretvorbe iz anorganskog stanja u organsko i obrnuto. Energija ubrzava tijek tih procesa unutar živih organizama i, u smislu brzine reakcije, odvijaju se mnogo brže nego u vanjskom okruženju. Količina energije potiče rast, razmnožavanje i povećanje broja vrsta. Raznolikost pak pruža priliku za dodatnu otpornost na vanjske utjecaje, budući da postoji mogućnost dupliciranja, zaštite ili zamjene vrsta u lancu ishrane. Time će se dodatno osigurati migracija elemenata.

Ljudski utjecaj

Jedini dio biosfere koji nije zainteresiran za povećanje raznolikosti vrsta u sustavu je čovjek. Na sve načine nastoji pojednostaviti ekosustave, jer ga na taj način može učinkovitije pratiti i regulirati ovisno o svojim potrebama. Stoga su svi biosustavi koje je čovjek umjetno stvorio ili stupanj njegovog utjecaja, na koji je značajan, vrlo oskudni u pogledu vrsta. A njihova stabilnost i sposobnost samoizlječenja i samoregulacije teži nuli.

Pojavom prvih živih organizama počeli su mijenjati uvjete postojanja na Zemlji kako bi odgovarali svojim potrebama. Dolaskom čovjeka već je počeo mijenjati biosferu planeta kako bi mu život bio što ugodniji. To je ugodno, jer ne govorimo o preživljavanju ili spašavanju života. Slijedom logike, trebalo bi se pojaviti nešto što će samu osobu promijeniti za svoje potrebe. Pitam se što će to biti?

Video - Biosfera i noosfera

5. Agroekosustavi. Usporedba s prirodnim ekosustavima.

6. Glavne vrste antropogenih utjecaja na biosferu. Njihovo jačanje u drugoj polovici 20. stoljeća.

7. Prirodne opasnosti. Njihov utjecaj na ekosustave.

8. Suvremeni ekološki problemi i njihov značaj.

9. Onečišćenje okoliša. Klasifikacija.

11. Efekt staklenika. Ekološke funkcije ozona. Reakcije uništavanja ozona.

12. Pomoć. Fotokemijske reakcije smoga.

13. Kisela precipitacija. Njihov učinak na ekosustave.

14. Klima. Moderni klimatski modeli.

16. Antropogeni utjecaj na podzemne vode.

17. Ekološke posljedice onečišćenja voda.

19. Ekološko-higijensko reguliranje kakvoće okoliša.

20. Sanitarno-higijenski standardi za kvalitetu okoliša. efekt zbrajanja.

21. Kontrola fizičkih utjecaja: zračenja, buke, vibracija, emi.

22. Racioniranje kemikalija u hrani.

23. Industrijski i ekonomski i složeni standardi kvalitete okoliša. Pdv, pds, pdn, szz. Ekološki kapacitet teritorija.

24. Neki nedostaci sustava normaliziranih pokazatelja. Neki nedostaci sustava regulacije okoliša.

25. Praćenje okoliša. Vrste (po mjerilu, objektima, metodama promatranja), zadaci praćenja.

26. Gsmos, egsem i njihovi zadaci.

27. Ekotoksikološki monitoring. Toksikanci. Mehanizam njihovog djelovanja na tijelo.

28. Toksični učinak nekih anorganskih superoksidansa.

29. Toksični učinak nekih organskih superoksidansa.

30. Biotestiranje, bioindikacija i bioakumulacija u sustavu praćenja okoliša.

Izgledi za korištenje bioindikatora.

31. Rizik. Klasifikacija i opće karakteristike rizika.

Rizik. Opće karakteristike rizika.

Vrste rizika.

32. Čimbenici rizika okoliša. Situacija u regiji Perm, u Rusiji.

33. Koncept nultog rizika. Prihvatljiv rizik. Percepcija rizika od strane različitih kategorija građana.

34. Procjena rizika za okoliš za sustave koje je stvorio čovjek, prirodne katastrofe, prirodne ekosustave. Faze procjene rizika.

35. Analiza, upravljanje rizikom okoliša.

36. Ekološki rizik za zdravlje ljudi.

37. Glavni pravci inženjerske zaštite pogona od utjecaja uzrokovanih čovjekom. Uloga biotehnologije u zaštiti op.

38. Osnovni principi za stvaranje industrija koje štede resurse.

39. Zaštita atmosfere od utjecaja čovjeka. Pročišćavanje emisija plinova iz aerosola.

40. Pročišćavanje emisija plinova od plinovitih i parovitih nečistoća.

41. Pročišćavanje otpadnih voda od netopivih i topljivih nečistoća.

42. Neutralizacija i zbrinjavanje krutog otpada.

2. Prirodni okoliš kao sustav. Atmosfera, hidrosfera, litosfera. Sastav, uloga u biosferi.

Sustav se shvaća kao određeni zamislivi ili stvarni skup dijelova s ​​vezama među njima.

prirodno okruženje- ta sustavna cjelina, koja se sastoji od različitih funkcionalno povezanih i hijerarhijski podređenih ekosustava, ujedinjenih u biosferi. Unutar ovog sustava postoji globalna razmjena materije i energije između svih njegovih komponenti. Ta se razmjena ostvaruje promjenom fizikalnih i kemijskih svojstava atmosfere, hidrosfere, litosfere. Svaki ekosustav temelji se na jedinstvu žive i nežive tvari, što se očituje u korištenju elemenata nežive prirode, iz kojih se, zahvaljujući sunčevoj energiji, sintetiziraju organske tvari. Istodobno s procesom njihova nastanka odvija se i proces potrošnje i razgradnje u početne anorganske spojeve, čime se osigurava vanjsko i unutarnje kruženje tvari i energije. Ovaj mehanizam djeluje u svim glavnim komponentama biosfere, što je glavni uvjet za održivi razvoj svakog ekosustava. Prirodni okoliš kao sustav razvija se zbog te interakcije, stoga je izolirani razvoj sastavnica prirodnog okoliša nemoguć. Ali različite komponente prirodnog okoliša imaju različite, inherentne osobine samo njima, što im omogućuje da se identificiraju i proučavaju zasebno.

Atmosfera.

Ovo je plinovita ljuska Zemlje, koja se sastoji od mješavine raznih plinova, para i prašine. Ima jasno definiranu slojevitu strukturu. Sloj koji je najbliži Zemljinoj površini naziva se troposfera (visina od 8 do 18 km). Nadalje, na visini do 40 km nalazi se sloj stratosfere, a na visini većoj od 50 km mezosfera, iznad koje se nalazi termosfera, koja nema određenu gornju granicu.

Sastav Zemljine atmosfere: dušik 78%, kisik 21%, argon 0,9%, vodena para 0,2 - 2,6%, ugljični dioksid 0,034%, neon, helij, dušikovi oksidi, ozon, kripton, metan, vodik.

Ekološke funkcije atmosfere:

Zaštitna funkcija (protiv meteorita, kozmičkog zračenja).

Termoregulacijski (u atmosferi se nalazi ugljični dioksid, voda, koji povećavaju temperaturu atmosfere). Prosječna temperatura na zemlji je 15 stupnjeva, da nema ugljičnog dioksida i vode temperatura na zemlji bi bila 30 stupnjeva niža.

Vrijeme i klima formiraju se u atmosferi.

Atmosfera je stanište, jer ima funkcije održavanja života.

atmosfera slabo apsorbira slabo kratkovalno zračenje, ali odgađa dugovalno (IR) toplinsko zračenje zemljine površine, što smanjuje prijenos topline Zemlje i povećava njezinu temperaturu;

Atmosfera ima niz značajki svojstvenih samo njoj: visoka pokretljivost, varijabilnost njezinih sastavnih komponenti, originalnost molekularnih reakcija.

Hidrosfera.

Ovo je vodena ljuska Zemlje. To je skup oceana, mora, jezera, rijeka, bara, močvara, podzemnih voda, glečera i atmosferske vodene pare.

Uloga vode:

je sastavni dio živih organizama; živi organizmi ne mogu dugo bez vode;

utječe na sastav u površinskom sloju atmosfere - opskrbljuje ga kisikom, regulira sadržaj ugljičnog dioksida;

utječe na klimu: voda ima veliki toplinski kapacitet, stoga, zagrijavajući se tijekom dana, hladi se sporije noću, što klimu čini blažom i vlažnijom;

u vodi se odvijaju kemijske reakcije koje osiguravaju kemijsko pročišćavanje biosfere i proizvodnju biomase;

Kruženje vode povezuje sve dijelove biosfere, tvoreći zatvoreni sustav. Kao rezultat toga, dolazi do akumulacije, pročišćavanja i preraspodjele opskrbe planetarne vode;

Isparavanjem vode sa zemljine površine nastaje atmosferska voda u obliku vodene pare (staklenički plin).

Litosfera.

Ovo je gornja čvrsta ljuska Zemlje, uključuje zemljinu koru i gornji plašt Zemlje. Debljina litosfere je od 5 do 200 km. Litosferu karakteriziraju površina, reljef, pokrivač tla, vegetacija, podzemlje i prostor za ljudske gospodarske aktivnosti.

Litosfera se sastoji od dva dijela: matične stijene i pokrova tla. Pokrivač tla ima jedinstveno svojstvo - plodnost, t.j. sposobnost osiguravanja ishrane biljaka i njihovu biološku produktivnost. To određuje neophodnost tla u poljoprivrednoj proizvodnji. Zemljini pokrivač je složen okoliš koji sadrži čvrste (mineralne), tekuće (vlažnost tla) i plinovite komponente.

Biokemijski procesi u tlu određuju njegovu sposobnost samopročišćavanja, t.j. sposobnost pretvaranja složenih organskih tvari u jednostavne - anorganske. Samočišćenje tla je učinkovitije u aerobnim uvjetima. U ovom slučaju razlikuju se dva stupnja: 1. Propadanje organskih tvari (mineralizacija). 2. Sinteza humusa (humifikacija).

Uloga tla:

temelj svih kopnenih i slatkovodnih ekosustava (kako prirodnih tako i umjetnih).

Tlo - temelj ishrane biljaka osigurava biološku produktivnost, tj. temelj je za proizvodnju hrane za ljude i druge bionte.

Tlo akumulira organsku tvar i razne kemijske elemente i energiju.

Ciklusi nisu mogući bez tla – ono regulira sve tokove tvari u biosferi.

Tlo regulira sastav atmosfere i hidrosfere.

Tlo je biološki apsorber, razarač i neutralizator raznih kontaminanata. Tlo sadrži polovicu svih poznatih mikroorganizama. Kada je tlo uništeno, funkcioniranje koje se razvilo u biosferi nepovratno je poremećeno, tj. uloga tla je kolosalna. Budući da je tlo postalo objekt industrijske djelatnosti, to je izazvalo značajnu promjenu stanja zemljišnih resursa. Ove promjene nisu uvijek pozitivne.

Razmotrimo detaljnije komponente biosfere.

Zemljina kora - to je čvrsta ljuska transformirana tijekom geološkog vremena, koja čini gornji dio Zemljine litosfere. Brojni minerali u zemljinoj kori (vapnenac, kreda, fosforiti, nafta, ugljen itd.) nastali su iz tkiva mrtvih organizama. Paradoksalna je činjenica da relativno mali živi organizmi mogu uzrokovati pojave geoloških razmjera, što se objašnjava njihovom najvećom sposobnošću razmnožavanja. Primjerice, pod povoljnim uvjetima virion kolere može stvoriti masu materije jednaku masi zemljine kore za samo 1,75 dana! Može se pretpostaviti da su se u biosferama prijašnjih era planetom kretale kolosalne mase žive tvari stvarajući zalihe nafte, ugljena itd. kao rezultat smrti.

Biosfera postoji tako što više puta koristi iste atome. Istovremeno, udio 10 elemenata smještenih u prvoj polovici periodnog sustava (kisik - 29,5%, natrij, magnezij - 12,7%, aluminij, silicij - 15,2%, sumpor, kalij, kalcij, željezo - 34,6%) čini 99% ukupne mase našeg planeta (masa Zemlje je 5976 * 10 21 kg), a 1% otpada na ostatak elemenata. Međutim, značaj ovih elemenata je vrlo velik – oni igraju bitnu ulogu u živoj tvari.

U I. Vernadsky je podijelio sve elemente biosfere u 6 skupina, od kojih svaka obavlja određene funkcije u životu biosfere. Prva grupa – inertnih plinova (helij, kripton, neon, argon, ksenon). Druga grupa – dragocjeni metali (rutenij, paladij, platina, osmij, iridij, zlato). U zemljinoj kori elementi ovih skupina su kemijski neaktivni, njihova masa je neznatna (4,4 * 10 -4% mase zemljine kore), a sudjelovanje u stvaranju žive tvari slabo je proučeno. Treća skupina - lantanidi (14 kemijskih elemenata – metala) čine 0,02% mase zemljine kore i njihova uloga u biosferi nije proučavana. Četvrta grupa – radioaktivnih elemenata glavni su izvor stvaranja unutarnje topline Zemlje i utječu na rast živih organizama (0,0015% mase zemljine kore). Neki elementi peta skupina - raspršeni elementi (0,027% zemljine kore) - igraju bitnu ulogu u životu organizama (na primjer, jod i brom). najveći šesta grupa konstituirati ciklički elementi , koji se, nakon što su prošli niz transformacija u geokemijskim procesima, vraćaju u izvorna kemijska stanja. Ova skupina uključuje 13 lakih elemenata (vodik, ugljik, dušik, kisik, natrij, magnezij, aluminij, silicij, fosfor, sumpor, klor, kalij, kalcij) i jedan teški element (željezo).

biota To je ukupnost svih vrsta biljaka, životinja i mikroorganizama. Biota je aktivni dio biosfere, koji određuje sve najvažnije kemijske reakcije, uslijed kojih nastaju glavni plinovi biosfere (kisik, dušik, ugljični monoksid, metan) i među njima se uspostavljaju kvantitativni odnosi. Biota kontinuirano stvara biogene minerale i održava stalan kemijski sastav oceanskih voda. Njegova masa nije veća od 0,01% mase cijele biosfere i ograničena je količinom ugljika u biosferi. Glavnu biomasu čine zelene kopnene biljke - oko 97%, a biomasa životinja i mikroorganizama - 3%.

Biota se uglavnom sastoji od cikličkih elemenata. Posebno je važna uloga elemenata kao što su ugljik, dušik i vodik, čiji je postotak u bioti veći nego u zemljinoj kori (60 puta ugljik, 10 puta dušik i vodik). Slika prikazuje dijagram zatvorenog ciklusa ugljika. Samo zahvaljujući kruženju glavnih elemenata u takvim ciklusima (prvenstveno ugljika) moguće je postojanje života na Zemlji.

Zagađenje litosfere. Život, biosfera i najvažnija karika u njegovom mehanizmu - pokrivač tla, koji se obično naziva zemljom - čine jedinstvenost našeg planeta u svemiru. A u evoluciji biosfere, u pojavama života na Zemlji, važnost zemljišnog pokrivača (kopno, plitke vode i polica) kao posebne planetarne ljuske neprestano se povećavala.

Pokrivač tla je najvažnija prirodna formacija. Njegova uloga u životu društva određena je činjenicom da je tlo glavni izvor hrane, osiguravajući 95-97% prehrambenih resursa svjetske populacije. Posebno svojstvo pokrova tla je njegova plodnost , što se shvaća kao skup svojstava tla koja osiguravaju prinos poljoprivrednih kultura. Prirodna plodnost tla povezana je s opskrbom hranjivim tvarima u njemu i njegovim vodnim, zračnim i toplinskim režimima. Tlo osigurava potrebu biljaka za vodom i ishranom dušikom, budući da je najvažniji faktor njihove fotosintetske aktivnosti. Plodnost tla ovisi i o količini sunčeve energije akumulirane u njemu. Pokrivač tla pripada samoregulirajućem biološkom sustavu, koji je najvažniji dio biosfere u cjelini. Živi organizmi, biljke i životinje koji nastanjuju Zemlju fiksiraju sunčevu energiju u obliku fito- ili zoomase. Produktivnost kopnenih ekosustava ovisi o ravnoteži topline i vode zemljine površine, što određuje raznolikost oblika izmjene energije i tvari unutar geografskog omotača planeta.

Posebnu pozornost treba posvetiti zemljišnim resursima. Površina kopnenih resursa u svijetu iznosi 149 milijuna km2 ili 86,5% kopnene površine. Oranice i višegodišnji nasadi kao dio poljoprivrednog zemljišta trenutno zauzimaju oko 15 milijuna km 2 (10% zemljišta), sjenokoše i pašnjaci - 37,4 milijuna km 2 (25%).Ukupnu površinu oranica procjenjuju različiti istraživači na različite načine: od 25 do 32 milijuna km 2. Zemljišni resursi planeta omogućuju opskrbu više ljudi hranom nego što je trenutno dostupno i što će biti u bliskoj budućnosti. Međutim, zbog rasta stanovništva, posebice u zemljama u razvoju, količina obradive zemlje po glavi stanovnika opada. Još prije 10-15 godina mentalna sigurnost stanovništva Zemlje s oranicama iznosila je 0,45-0,5 hektara, a sada je već 0,35-37 hektara.

Sve korisne materijalne komponente litosfere koje se koriste u gospodarstvu kao sirovine ili izvori energije nazivaju se mineralni resursi . Minerali mogu biti rude ako se iz njega vade metali, i nemetalni , ako se iz njega vade nemetalne komponente (fosfor itd.) ili koriste kao građevinski materijali.

Ako se rudno bogatstvo koristi kao gorivo (ugljen, nafta, plin, uljni škriljevac, treset, drvo, nuklearna energija) i istovremeno kao izvor energije u motorima za proizvodnju pare i električne energije, tada se nazivaju goriva i energetskih resursa .

Hidrosfera . Voda zauzima pretežni dio Zemljine biosfere (71% zemljine površine) i čini oko 4% mase zemljine kore. Prosječna debljina mu je 3,8 km, prosječna dubina - 3554 m, površina: 1350 milijuna km 2 - oceani, 35 milijuna km 2 - slatka voda.

Masa oceanske vode čini 97% mase cijele hidrosfere (2 * 10 21 kg). Uloga oceana u životu biosfere je ogromna: u njemu se odvijaju glavne kemijske reakcije koje određuju proizvodnju biomase i kemijsko pročišćavanje biosfere. Dakle, za 40 dana površinski sloj vode od pet stotina metara u oceanu prolazi kroz aparat za filtraciju planktona, stoga (uzimajući u obzir miješanje) sva oceanska voda oceana prolazi kroz pročišćavanje tijekom godine. Sve komponente hidrosfere (atmosferska vodena para, vode mora, rijeka, jezera, glečera, močvare, podzemne vode) u stalnom su kretanju i obnavljanju.

Voda je osnova biote (živa tvar je 70% vode) i njena važnost u životu biosfere je odlučujuća. Najvažnije funkcije vode mogu se nazvati kao:

1. proizvodnja biomase;

2. kemijsko pročišćavanje biosfere;

3. osiguranje ravnoteže ugljika;

4. stabilizacija klime (voda igra ulogu pufera u toplinskim procesima na planeti).

Velika važnost svjetskog oceana leži u tome što on svojim fitoplanktonom proizvodi gotovo polovicu ukupnog kisika u atmosferi, t.j. je svojevrsna "pluća" planeta. Istodobno, biljke i mikroorganizmi oceana u procesu fotosinteze godišnje apsorbiraju mnogo veći dio ugljičnog dioksida nego biljke na kopnu.

živi organizmi u oceanu – hidrobionati - dijele se u tri glavne ekološke skupine: plankton, nekton i bentos. Plankton - skup pasivno plutajućih i nošenih morskim strujama biljaka (fitoplankton), živih organizama (zooplankton) i bakterija (bakterioplankton). Nekton - ovo je skupina aktivno plivajućih živih organizama koji se kreću na znatnim udaljenostima (ribe, kitovi, tuljani, morske zmije i kornjače, lignje hobotnice itd.). Bentos - to su organizmi koji žive na morskom dnu: sjedeći (koralji, alge, spužve); ukopavanje (crvi, mekušci); puzati (rakovi, bodljikaši); slobodno plutajući na dnu. Obalna područja oceana i mora najbogatija su bentosom.

Oceani su izvor ogromnih mineralnih resursa. Iz njega se već vadi nafta, plin, 90% broma, 60% magnezija, 30% soli itd. Ocean ima ogromne rezerve zlata, platine, fosforita, oksida željeza i mangana te drugih minerala. Razina rudarenja u oceanu neprestano raste.

Onečišćenje hidrosfere. U mnogim regijama svijeta stanje vodnih tijela izaziva veliku zabrinutost. Zagađenje vodnih resursa, ne bez razloga, danas se smatra najozbiljnijom prijetnjom okolišu. Riječna mreža zapravo funkcionira kao prirodni kanalizacijski sustav moderne civilizacije.

Najzagađenija su kopnena mora. Imaju dužu obalu i stoga su skloniji zagađenju. Nagomilano iskustvo borbe za čistoću mora pokazuje da je to neusporedivo teži zadatak od zaštite rijeka i jezera.

Procesi onečišćenja vode uzrokovani su raznim čimbenicima. Glavni su: 1) ispuštanje nepročišćenih otpadnih voda u vodna tijela; 2) ispiranje pesticida obilnim oborinama; 3) emisije plinova i dima; 4) curenje nafte i naftnih derivata.

Najveću štetu vodnim tijelima uzrokuje ispuštanje nepročišćenih otpadnih voda u njih - industrijske, kućanske, kolektorske i odvodne itd. Industrijske otpadne vode zagađuju ekosustave raznim komponentama, ovisno o specifičnostima industrije.

Razina onečišćenja ruskih mora (s izuzetkom Bijelog mora), prema Državnom izvješću "O stanju okoliša Ruske Federacije", iz 1998. premašio MPC za sadržaj ugljikovodika, teških metala, žive; tenzidi (surfaktanti) u prosjeku 3-5 puta.

Ulazak onečišćenja na dno oceana ima ozbiljan utjecaj na prirodu biokemijskih procesa. U tom smislu od posebne je važnosti procjena ekološke sigurnosti u planiranom vađenju minerala s dna oceana, prvenstveno željezo-manganovih nodula koji sadrže mangan, bakar, kobalt i druge vrijedne metale. U procesu grabljanja dna, sama mogućnost života na dnu oceana bit će uništena na dulje vrijeme, a ulazak tvari izvučenih s dna na površinu može negativno utjecati na zračnu atmosferu regije.

Ogroman volumen Svjetskog oceana svjedoči o neiscrpnosti prirodnih resursa planeta. Osim toga, Svjetski ocean je sakupljač kopnenih riječnih voda, koji godišnje prima oko 39 tisuća km 3 vode. Nadolazeće onečišćenje Svjetskog oceana prijeti poremetiti prirodni proces cirkulacije vlage u njegovoj najkritičnijoj karici – isparavanju s površine oceana.

U Vodnom zakoniku Ruske Federacije koncept " vodeni resursi ” definira se kao “rezerve površinskih i podzemnih voda koje se nalaze u vodnim tijelima koje se koriste ili se mogu koristiti”. Voda je najvažnija komponenta okoliša, obnovljiv, ograničen i ranjiv prirodni resurs, korišten i zaštićen u Ruskoj Federaciji kao temelj života i djelovanja naroda koji žive na njenom teritoriju, osigurava gospodarsku, društvenu, ekološku dobrobit. biti stanovništva, postojanje flore i faune.

Bilo koje vodeno tijelo ili izvor vode povezan je sa svojim vanjskim okruženjem. Na njega utječu uvjeti za nastanak površinskog ili podzemnog otjecanja voda, različiti prirodni fenomeni, industrija, industrijska i komunalna građevina, promet, gospodarske i domaće ljudske aktivnosti. Posljedica ovih utjecaja je unošenje novih, neobičnih tvari u vodeni okoliš – onečišćujućih tvari koje narušavaju kvalitetu vode. Onečišćenja koja ulaze u vodeni okoliš klasificiraju se na različite načine, ovisno o pristupima, kriterijima i zadaćama. Dakle, obično izdvajaju kemijska, fizička i biološka onečišćenja. Kemijsko onečišćenje je promjena prirodnih kemijskih svojstava vode zbog povećanja sadržaja štetnih nečistoća u njoj, kako anorganske (mineralne soli, kiseline, lužine, čestice gline) tako i organske prirode (nafta i naftni proizvodi, organski ostaci, tenzidi, pesticidi).

Unatoč ogromnim sredstvima utrošenim na izgradnju pročistača, mnoge rijeke su još uvijek prljave, posebice u urbanim sredinama. Procesi onečišćenja dotakli su čak i oceane. I to ne izgleda iznenađujuće, budući da su svi uhvaćeni u rijekama onečišćujućih tvari na kraju odjuriti do oceana i doći do njega ako ih je teško razgraditi.

Ekološke posljedice onečišćenja morskih ekosustava izražene su u sljedećim procesima i pojavama:

kršenje stabilnosti ekosustava;

progresivna eutrofikacija;

pojava "crvenih plima";

nakupljanje kemijskih otrovnih tvari u bioti;

smanjenje biološke produktivnosti;

pojava mutageneze i karcinogeneze u morskom okolišu;

mikrobiološko onečišćenje obalnih područja svijeta.

Zaštita vodenog ekosustava složeno je i vrlo važno pitanje. U tu svrhu, sljedeće mjere zaštite okoliša:

– razvoj tehnologija bez otpada i vode; uvođenje sustava za reciklažu vode;

– pročišćavanje otpadnih voda (industrijske, komunalne itd.);

– injektiranje kanalizacije u duboke vodonosnike;

– pročišćavanje i dezinfekcija površinskih voda koje se koriste za vodoopskrbu i druge svrhe.

Glavni zagađivač površinskih voda su otpadne vode, stoga je razvoj i primjena učinkovitih metoda pročišćavanja otpadnih voda vrlo hitan i ekološki važan zadatak. Najučinkovitiji način zaštite površinskih voda od onečišćenja kanalizacijom je razvoj i implementacija bezvodne i bezotpadne tehnologije proizvodnje, čija je početna faza stvaranje opskrbe optočne vode.

Prilikom organiziranja reciklažnog vodoopskrbnog sustava uključuje niz uređaja i instalacija za pročišćavanje, što omogućuje stvaranje zatvorenog ciklusa za korištenje industrijskih i kućanskih otpadnih voda. Ovim načinom pročišćavanja voda otpadne vode su uvijek u opticaju i potpuno je isključen njihov ulazak u površinske vode.

Zbog velike raznolikosti sastava otpadnih voda postoje različite metode za njihovo pročišćavanje: mehaničke, fizikalno-kemijske, kemijske, biološke itd. Ovisno o stupnju štetnosti i prirodi onečišćenja, pročišćavanje otpadnih voda može se provoditi bilo kojim jedna metoda ili skup metoda (kombinirana metoda). Proces obrade uključuje obradu mulja (ili viška biomase) i dezinfekciju otpadnih voda prije ispuštanja u rezervoar.

Posljednjih godina aktivno su se razvijale nove učinkovite metode koje pridonose ekološkoj prihvatljivosti procesa pročišćavanja otpadnih voda:

– elektrokemijske metode temeljene na procesima anodne oksidacije i katodne redukcije, elektrokoagulacije i elektroflotacije;

– procesi pročišćavanja membrane (ultrafilteri, elektrodijaliza i dr.);

– magnetska obrada, koja poboljšava flotaciju suspendiranih čestica;

– pročišćavanje vode zračenjem, čime se onečišćujuće tvari mogu podvrgnuti oksidaciji, koagulaciji i razgradnji u najkraćem mogućem vremenu;

- ozoniranje, u kojem otpadne vode ne stvaraju tvari koje štetno utječu na prirodne biokemijske procese;

- uvođenje novih selektivnih tipova za selektivno odvajanje korisnih sastojaka iz otpadnih voda u svrhu recikliranja i drugo.

Poznato je da pesticidi i gnojiva isprani površinskim otjecanjem s poljoprivrednog zemljišta igraju ulogu u onečišćenju vodnih tijela. Kako bi se spriječio ulazak zagađujućih otpadnih voda u vodna tijela, potreban je niz mjera, uključujući:

usklađenost s normama i uvjetima primjene gnojiva i pesticida;

fokalna i trakasta obrada pesticidima umjesto kontinuiranog;

primjena gnojiva u obliku granula i, ako je moguće, zajedno s vodom za navodnjavanje;

zamjena pesticida biološkim metodama zaštite bilja.

Mjere zaštite voda i mora i Svjetskog oceana su otklanjanje uzroka pogoršanja kakvoće i onečišćenja voda. Posebne mjere za sprječavanje onečišćenja morske vode potrebno je predvidjeti u istraživanju i razvoju naftnih i plinskih polja na epikontinentalnom pojasu. Potrebno je uvesti zabranu odlaganja otrovnih tvari u ocean i zadržati moratorij na testiranje nuklearnog oružja.

Atmosfera - zračni okoliš oko Zemlje, njegova masa je oko 5,15 * 10 18 kg. Ima slojevitu strukturu i sastoji se od nekoliko sfera, između kojih se nalaze prijelazni slojevi - pauze. U sferama se mijenja količina zraka i temperatura.

Ovisno o raspodjeli temperature, atmosfera se dijeli na:

– troposfera (njegova dužina visine u srednjim geografskim širinama je 10-12 km nadmorske visine, na polovima - 7-10, iznad ekvatora - 16-18 km, ovdje je koncentrirano više od 4/5 mase Zemljine atmosfere ; zbog neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine u troposferi se stvaraju snažne vertikalne zračne struje, uočava se nestabilnost temperature, relativne vlažnosti, tlaka, temperatura zraka u troposferi opada po visini za 0,6 °C na svakih 100 m i kreće se od +40 do -50 ° C);

– stratosfera (duga je oko 40 km, zrak u njemu je razrijeđen, vlažnost je niska, temperatura zraka je od -50 do 0°C na visinama od oko 50 km; u stratosferi, pod utjecajem kozmičkog zračenja i kratkovalni dio ultraljubičastog zračenja sunca, molekule zraka se ioniziraju, što rezultira stvaranjem ozonskog omotača koji se nalazi na nadmorskoj visini od 25-40 km);

– mezosfera (od 0 do -90 o C na visinama od 50-55 km);

– termosfera (karakterizira ga kontinuirano povećanje temperature s povećanjem nadmorske visine - na visini od 200 km 500 ° C, a na visini od 500-600 km prelazi 1500 ° C; u termosferi su plinovi vrlo rijetki, njihove molekule kreću se velikom brzinom, ali se rijetko sudaraju jedni s drugima i stoga ne mogu uzrokovati čak ni lagano zagrijavanje tijela koje se nalazi ovdje);

– egzosfera (od nekoliko stotina km).

Neravnomjerno zagrijavanje pridonosi općoj cirkulaciji atmosfere, što utječe na vrijeme i klimu Zemlje.

Plinoviti sastav atmosfere je sljedeći: dušik (79,09%), kisik (20,95%), argon (0,93%), ugljični dioksid (0,03%) i mala količina inertnih plinova (helij, neon, kripton, ksenon) , amonijak, metan, vodik itd. Niži slojevi atmosfere (20 km) sadrže vodenu paru čija se količina brzo smanjuje s visinom. Na visini od 110-120 km gotovo sav kisik postaje atomski. Pretpostavlja se da je iznad 400-500 km i dušik u atomskom stanju. Sastav kisika i dušika traje otprilike do visine od 400-600 km. Ozonski omotač, koji štiti žive organizme od štetnog kratkovalnog zračenja, nalazi se na nadmorskoj visini od 20-25 km. Iznad 100 km povećava se udio lakih plinova, a na vrlo velikim visinama prevladavaju helij i vodik; dio molekula plina razgrađuje se na atome i ione, stvarajući ionosfera . Tlak i gustoća zraka opadaju s visinom.

Zagađenje zraka. Atmosfera ima ogroman utjecaj na biološke procese na kopnu iu vodnim tijelima. Kisik koji se u njemu nalazi koristi se u procesu disanja organizama i tijekom mineralizacije organske tvari, ugljični dioksid se troši tijekom fotosinteze autotrofnih biljaka, a ozon smanjuje ultraljubičasto zračenje sunca štetno za organizme. Osim toga, atmosfera doprinosi očuvanju Zemljine topline, regulira klimu, percipira plinovite produkte metabolizma, prenosi vodenu paru oko planeta itd. Bez atmosfere nemoguće je postojanje bilo kakvih složenih organizama. Stoga su pitanja sprječavanja onečišćenja zraka uvijek bila i ostala aktualna.

Za procjenu sastava i onečišćenja atmosfere koristi se koncept koncentracije (C, mg/m 3).

Čisti prirodni zrak ima sljedeći sastav (u % vol): dušik 78,8%; kisik 20,95%; argon 0,93%; CO2 0,03%; ostali plinovi 0,01%. Vjeruje se da bi takav sastav trebao odgovarati zraku na visini od 1 m iznad površine oceana daleko od obale.

Kao i za sve ostale komponente biosfere, postoje dva glavna izvora onečišćenja atmosfere: prirodni i antropogeni (umjetni). Cjelokupna klasifikacija izvora onečišćenja može se prikazati prema gore navedenom strukturnom dijagramu: industrija, promet, energetika glavni su izvori onečišćenja zraka. Prema prirodi utjecaja na biosferu, onečišćujuće tvari iz atmosfere mogu se podijeliti u 3 skupine: 1) koje utječu na globalno zagrijavanje klime; 2) uništavanje biote; 3) uništavanje ozonskog omotača.

Napomenimo kratke karakteristike nekih zagađivača atmosfere.

Zagađivačima prva grupa treba uključivati ​​CO 2, dušikov oksid, metan, freone. U stvaranje efekt staklenika » Glavni doprinosilac je ugljični dioksid, koji raste za 0,4% godišnje (više o učinku staklenika vidi poglavlje 3.3). U usporedbi sa sredinom XIX stoljeća, sadržaj CO 2 porastao je za 25%, dušikovog oksida za 19%.

Freoni - kemijski spojevi koji nisu karakteristični za atmosferu, koji se koriste kao rashladna sredstva - odgovorni su za 25% stvaranja efekta staklenika u 90-ima. Proračuni pokazuju da je, unatoč Montrealskom sporazumu iz 1987. god. o ograničavanju upotrebe freona, do 2040. koncentracija glavnih freona značajno će se povećati (klorofluorougljik s 11 na 77%, klorofluorougljik - s 12 na 66%), što će dovesti do povećanja učinka staklenika za 20%. Povećanje sadržaja metana u atmosferi bilo je neznatno, ali je specifični doprinos ovog plina oko 25 puta veći od doprinosa ugljičnog dioksida. Ako ne zaustavite dotok "stakleničkih" plinova u atmosferu, prosječne godišnje temperature na Zemlji do kraja 21. stoljeća porast će u prosjeku za 2,5-5°C. Potrebno je: smanjiti izgaranje ugljikovodičnih goriva i krčenje šuma. Potonje je opasno, osim što će dovesti do povećanja ugljika u atmosferi, također će uzrokovati smanjenje asimilacijske sposobnosti biosfere.

Zagađivačima druga grupa treba uključivati ​​sumporov dioksid, suspendirane krutine, ozon, ugljični monoksid, dušikov oksid, ugljikovodike. Od tih tvari u plinovitom stanju najveću štetu biosferi uzrokuju sumpor-dioksid i dušikovi oksidi, koji se tijekom kemijskih reakcija pretvaraju u male kristale soli sumporne i dušične kiseline. Najakutniji problem je onečišćenje zraka tvarima koje sadrže sumpor. Sumpor dioksid je štetan za biljke. Ulazeći u list tijekom disanja, SO 2 inhibira vitalnu aktivnost stanica. U tom slučaju, listovi biljaka prvo su prekriveni smeđim mrljama, a zatim se osuše.

Sumporov dioksid i njegovi drugi spojevi nadražuju sluznicu očiju i dišnih puteva. Produljeno djelovanje niskih koncentracija SO 2 dovodi do kroničnog gastritisa, hepatopatije, bronhitisa, laringitisa i drugih bolesti. Postoje dokazi o povezanosti između sadržaja SO 2 u zraku i stope smrtnosti od raka pluća.

U atmosferi se SO2 oksidira u SO3. Oksidacija se odvija katalitički pod utjecajem metala u tragovima, uglavnom mangana. Osim toga, plinoviti SO 2 i otopljen u vodi može se oksidirati ozonom ili vodikovim peroksidom. Kombinirajući se s vodom, SO 3 tvori sumpornu kiselinu, koja tvori sulfate s metalima prisutnim u atmosferi. Biološki učinak kiselih sulfata u jednakim koncentracijama je izraženiji u odnosu na SO 2 . Sumpor dioksid postoji u atmosferi od nekoliko sati do nekoliko dana, ovisno o vlažnosti i drugim uvjetima.

Općenito, aerosoli soli i kiselina prodiru u osjetljiva tkiva pluća, pustoše šume i jezera, smanjuju usjeve, uništavaju zgrade, arhitektonske i arheološke spomenike. Suspendirane čestice predstavljaju opasnost za javno zdravlje koja je veća od opasnosti od kiselih aerosola. Uglavnom, to je opasnost velikih gradova. Posebno štetne krute tvari nalaze se u ispušnim plinovima dizelskih motora i dvotaktnih benzinskih motora. Većina čestica u zraku industrijskog podrijetla u razvijenim zemljama uspješno se hvata svim vrstama tehničkih sredstava.

Ozon u površinskom sloju pojavljuje se kao rezultat interakcije ugljikovodika koji nastaje tijekom nepotpunog izgaranja goriva u automobilskim motorima i oslobađa se tijekom mnogih proizvodnih procesa, s dušikovim oksidima. To je jedan od najopasnijih zagađivača koji utječu na dišni sustav. Najintenzivnije je za vrućeg vremena.

Ugljični monoksid, dušikovi oksidi i ugljikovodici uglavnom ulaze u atmosferu s ispušnim plinovima vozila. Svi ovi kemijski spojevi razorno djeluju na ekosustave u koncentracijama čak nižim od onih dopuštenih za čovjeka, naime: zakiseljavaju vodene bazene, ubijajući žive organizme u njima, uništavaju šume i smanjuju prinose usjeva (osobito je opasan ozon). Studije u Sjedinjenim Državama pokazale su da trenutne koncentracije ozona smanjuju prinos sirka i kukuruza za 1%, pamuka i soje za 7%, a lucerne za više od 30%.

Od zagađivača koji uništavaju stratosferski ozonski omotač treba istaknuti freone, dušikove spojeve, ispuhe nadzvučnih zrakoplova i raketa.

Fluoroklorougljikovodici, koji se naširoko koriste kao rashladna sredstva, smatraju se glavnim izvorom klora u atmosferi. Koriste se ne samo u rashladnim jedinicama, već iu brojnim kućnim aerosolnim limenkama s bojama, lakovima, insekticidima. Molekule freona su otporne i mogu se prenositi gotovo nepromijenjene s atmosferskim masama na velike udaljenosti. Na visinama od 15-25 km (zona maksimalnog sadržaja ozona) izloženi su ultraljubičastim zrakama i razgrađuju se stvaranjem atomskog klora.

Utvrđeno je da je tijekom proteklog desetljeća gubitak ozonskog omotača iznosio 12-15% u polarnim i 4-8% u srednjim geografskim širinama. Godine 1992. ustanovljeni su zapanjujući rezultati: na geografskoj širini Moskve pronađena su područja s gubitkom ozonskog omotača do 45%. Već sada, zbog pojačane ultraljubičaste insolacije, dolazi do smanjenja prinosa u Australiji i Novom Zelandu, porasta raka kože.

Tehnogene tvari biosfere koje štetno djeluju na biotu klasificiraju se na sljedeći način (daje se opća klasifikacija koja vrijedi ne samo za plinovite tvari). Prema stupnju opasnosti sve štetne tvari dijele se u četiri razreda (tablica 2):

I - izuzetno opasne tvari;

II - vrlo opasne tvari;

III - umjereno opasne tvari;

IV - tvari male opasnosti.

Dodjela štetne tvari u razred opasnosti provodi se prema pokazatelju čija vrijednost odgovara najvišoj klasi opasnosti.

Ovdje: A) je koncentracija koja za vrijeme dnevnog (osim vikenda) rada u trajanju od 8 sati, ili drugog trajanja, ali ne duže od 41 sat tjedno, tijekom cjelokupnog radnog staža ne može uzrokovati bolesti ili odstupanja u zdravstvenom stanju utvrđene od strane suvremene metode istraživanja u procesu rada ili u udaljenim razdobljima života sadašnjih i sljedećih generacija;

B) - doza tvari koja uzrokuje smrt 50% životinja jednom injekcijom u želudac;

C) - doza tvari koja uzrokuje uginuće 50% životinja s jednom primjenom na kožu;

D) - koncentracija tvari u zraku koja uzrokuje smrt 50% životinja uz 2-4 sata izlaganja inhalaciji;

E) - omjer najveće dopuštene koncentracije štetne tvari u zraku na 20 ° C i prosječne smrtonosne koncentracije za miševe;

E) - omjer prosječne smrtonosne koncentracije štetne tvari prema minimalnoj (graničnoj) koncentraciji koja uzrokuje promjenu bioloških pokazatelja na razini cijelog organizma, izvan granica adaptivnih fizioloških reakcija;

G) - Omjer minimalne (pražne) koncentracije koja uzrokuje promjenu bioloških parametara na razini cijelog organizma, izvan granica adaptivnih fizioloških reakcija, prema minimalnoj (pragnoj) koncentraciji koja uzrokuje štetno djelovanje u kroničnom eksperimentirajte 4 sata, 5 puta tjedno najmanje 4 -x mjeseca.

Tablica 2 Klasifikacija štetnih tvari

Indikator	Norma za klasu opasnosti
(A) Najveća dopuštena koncentracija (MPC) štetnih tvari u zraku radnog prostora, mg/m 3
(B) Srednja smrtonosna doza kada se ubrizgava u želudac (MAD), mg/kg				preko 5000
(B) Srednja smrtonosna doza kada se nanese na kožu (MTD), mg/kg				preko 2500
(D) Srednja smrtonosna koncentracija u zraku (TLC), mg/m 3				više od 50000
(E) Omjer mogućnosti inhalacijskog trovanja (POI)
(E) Zona akutnog djelovanja (ZAZ)
(G) Kronična zona (ZZhA)	preko 10.0

Opasnost od zagađivača atmosfere za ljudsko zdravlje ovisi ne samo o njihovom sadržaju u zraku, već io klasi opasnosti. Za usporednu ocjenu atmosfere gradova, regija, uzimajući u obzir razred opasnosti onečišćujućih tvari, koristi se indeks onečišćenja zraka.

Pojedinačni i složeni indeksi onečišćenja zraka mogu se izračunati za različite vremenske intervale - za mjesec, godinu. Pritom se u izračunima koriste prosječne mjesečne i prosječne godišnje koncentracije onečišćujućih tvari.

Za one onečišćivače za koje nisu utvrđeni MPC ( najveća dopuštena koncentracija ), postavljena je procijenjene sigurne razine izloženosti (LISTOVI). U pravilu se to objašnjava činjenicom da ne postoji iskustvo stečeno u njihovoj uporabi, dovoljno da se prosude dugoročne posljedice njihovog utjecaja na stanovništvo. Ako se u tehnološkim procesima ispuštaju tvari i ulaze u zračni okoliš za koje ne postoje odobreni MPC ili SHEL, poduzeća su dužna podnijeti zahtjev teritorijalnim tijelima Ministarstva prirodnih resursa radi utvrđivanja privremenih standarda. Osim toga, za neke tvari koje s vremena na vrijeme zagađuju zrak utvrđene su samo jednokratne MPC (primjerice za formalin).

Za neke teške metale normalizira se ne samo prosječni dnevni sadržaj u atmosferskom zraku (MPC ss), već i najveća dopuštena koncentracija tijekom pojedinačnih mjerenja (MPC rz) u zraku radnog područja (na primjer, za olovo - MPC ss = 0,0003 mg / m 3, a MPC pz \u003d 0,01 mg / m 3).

Također su normirane dopuštene koncentracije prašine i pesticida u atmosferskom zraku. Dakle, za prašinu koja sadrži silicij dioksid, MPC ovisi o sadržaju slobodnog SiO 2 u njoj, a kada se sadržaj SiO 2 promijeni od 70% do 10%, MPC se mijenja od 1 mg/m 3 do 4,0 mg/m 3 .

Neke tvari imaju jednosmjerno štetno djelovanje, što se naziva efektom zbrajanja (na primjer, aceton, akrolein, ftalni anhidrid - skupina 1).

Antropogeno onečišćenje atmosfere može se okarakterizirati trajanjem njihove prisutnosti u atmosferi, brzinom povećanja njihovog sadržaja, razmjerom utjecaja, prirodom utjecaja.

Trajanje prisutnosti istih tvari različito je u troposferi i stratosferi. Dakle, CO 2 je prisutan u troposferi 4 godine, au stratosferi - 2 godine, ozon - 30-40 dana u troposferi, i 2 godine u stratosferi, a dušikov oksid - 150 godina (i tamo i tamo) .

Brzina nakupljanja onečišćenja u atmosferi je različita (vjerojatno povezana s iskoristivim kapacitetom biosfere). Tako se sadržaj CO 2 povećava za 0,4% godišnje, a dušikovih oksida - za 0,2% godišnje.

Osnovni principi higijenske regulacije atmosferskih onečišćujućih tvari.

Higijenska standardizacija onečišćenja atmosfere temelji se na sljedećem kriterije štetnosti onečišćenja atmosfere :

1. Dopuštenom se može priznati samo takva koncentracija tvari u atmosferskom zraku, koja nema izravne ili neizravne štetne i neugodne učinke na osobu, ne smanjuje njezinu radnu sposobnost, ne utječe na njezino dobrobit i raspoloženje.

2. Ovisnost o štetnim tvarima treba smatrati nepovoljnim momentom i dokazom nedopustivosti proučavane koncentracije.

3. Neprihvatljive su takve koncentracije štetnih tvari koje štetno utječu na vegetaciju, klimu područja, prozirnost atmosfere i životne uvjete stanovništva.

Rješenje pitanja dopuštenog sadržaja onečišćenja atmosfere temelji se na ideji o prisutnosti pragova u djelovanju onečišćenja.

Prilikom znanstvenog utemeljenja MPC-a štetnih tvari u atmosferskom zraku koristi se princip graničnog indikatora (racioniranje prema najosjetljivijem pokazatelju). Dakle, ako se miris osjeća u koncentracijama koje nemaju štetan učinak na ljudski organizam i okoliš, racioniranje se provodi uzimajući u obzir prag mirisa. Ako tvar u nižim koncentracijama štetno djeluje na okoliš, tada se prilikom higijenske regulacije uzima u obzir prag djelovanja te tvari na okoliš.

Za tvari koje onečišćuju atmosferski zrak u Rusiji su uspostavljena dva standarda: jednokratni i prosječni dnevni MPC.

Maksimalni jednokratni MPC postavljen je kako bi se spriječile refleksne reakcije kod ljudi (osjet mirisa, promjene u bioelektričnoj aktivnosti mozga, svjetlosna osjetljivost očiju i sl.) uz kratkotrajno (do 20 minuta) izlaganje atmosferskim onečišćenja, a prosječna dnevna se postavlja tako da spriječi njihove resorptivne (općetoksične, mutagene, kancerogene i dr.) utjecaje.

Dakle, sve komponente biosfere doživljavaju kolosalan tehnogeni utjecaj čovjeka. Trenutno postoje svi razlozi da se o tehnosferi govori kao o "sferi nerazuma".

Pitanja za samokontrolu

1. Grupna klasifikacija elemenata biosfere V.I. Vernadsky.

2. Koji čimbenici određuju plodnost tla?

3. Što je "hidrosfera"? Rasprostranjenost i uloga vode u prirodi.

4. U kojim oblicima su prisutne štetne nečistoće u otpadnim vodama i kako to utječe na izbor metoda pročišćavanja otpadnih voda?

5. Osobine različitih slojeva atmosfere.

6. Pojam štetne tvari. Klase opasnosti štetnih tvari.

7. Što je MPC? Mjerne jedinice MPC u zraku i vodi. Gdje se kontroliraju MPC štetnih tvari?

8. Kako se dijele izvori emisije i emisije štetnih tvari u atmosferu?

3.3 Kruženje tvari u biosferi . Biosferski ciklus ugljika. Učinak staklenika: mehanizam nastanka i moguće posljedice.

Procesi fotosinteze organskih tvari nastavljaju se stotinama milijuna godina. Ali budući da je Zemlja konačno fizičko tijelo, svi kemijski elementi su također fizički konačni. Tijekom milijuna godina trebali bi se, čini se, iscrpiti. Međutim, to se ne događa. Štoviše, čovjek neprestano pojačava taj proces, povećavajući produktivnost ekosustava koje je stvorio.

Sve tvari na našem planetu su u procesu biokemijskog kruženja tvari. Postoje 2 glavna kruga velika ili geološki i mali ili kemijski.

veliki krug traje milijunima godina. Leži u činjenici da se stijene uništavaju, proizvodi razaranja odnose tokovi vode u oceane ili se djelomično vraćaju na kopno zajedno s oborinama. Procesi slijeganja kontinenata i izdizanje morskog dna dugo vremena dovode do vraćanja tih tvari na kopno. I proces počinje ponovno.

Mali krug , kao dio većeg, javlja se na razini ekosustava i leži u činjenici da se hranjive tvari tla, voda, ugljik akumuliraju u biljnoj tvari i troše na izgradnju tijela i životnih procesa. Produkti razgradnje mikroflore tla ponovno se razgrađuju na mineralne komponente dostupne biljkama i ponovno su uključeni u protok tvari.

Kruženje kemikalija iz anorganskog okoliša kroz biljke i životinje natrag u anorganski okoliš korištenjem sunčeve energije kemijskih reakcija naziva se biokemijski ciklus .

Složeni mehanizam evolucije na Zemlji određen je kemijskim elementom "ugljik". Ugljik - sastavni dio stijena iu obliku ugljičnog dioksida sadržan je u dijelu atmosferskog zraka. Izvori CO2 su vulkani, disanje, šumski požari, izgaranje goriva, industrija itd.

Atmosfera intenzivno izmjenjuje ugljični dioksid sa svjetskim oceanima, gdje ga je 60 puta više nego u atmosferi, jer. CO 2 je vrlo topiv u vodi (što je niža temperatura, to je veća topljivost, tj. više je u niskim geografskim širinama). Ocean djeluje poput divovske pumpe: upija CO 2 u hladnim područjima i djelomično ga "ispuhuje" u tropima.

Višak ugljičnog monoksida u oceanu spaja se s vodom i stvara ugljičnu kiselinu. U kombinaciji s kalcijem, kalijem, natrijem stvara stabilne spojeve u obliku karbonata, koji se talože na dno.

Fitoplankton u oceanu apsorbira ugljični dioksid tijekom fotosinteze. Mrtvi organizmi padaju na dno i postaju dio sedimentnih stijena. To pokazuje međudjelovanje velike i male cirkulacije tvari.

Ugljik iz molekule CO 2 tijekom fotosinteze uključuje se u sastav glukoze, a potom i u sastav složenijih spojeva od kojih se grade biljke. Nakon toga se prenose duž lanaca ishrane i formiraju tkiva svih ostalih živih organizama u ekosustavu te se vraćaju u okoliš kao dio CO 2 .

Ugljik je također prisutan u nafti i ugljenu. Sagorijevanjem goriva čovjek također završava ciklus ugljika koji se nalazi u gorivu – ovako biotehnički ciklus ugljika.

Preostala masa ugljika nalazi se u karbonatnim naslagama oceanskog dna (1,3-10t), u kristalnim stijenama (1-10t), u ugljenu i nafti (3,4-10t). Ovaj ugljik sudjeluje u ekološkom ciklusu. Život na Zemlji i plinovitu ravnotežu atmosfere održava relativno mala količina ugljika (5-10 tona).

Rašireno je mišljenje da globalno zatopljenje a njegove nam posljedice prijete zbog industrijske proizvodnje topline. Odnosno, sva energija koja se troši u svakodnevnom životu, industriji i transportu zagrijava Zemlju i atmosferu. Međutim, najjednostavniji izračuni pokazuju da je zagrijavanje Zemlje od strane Sunca mnogo redova veličine veće od rezultata ljudske aktivnosti.

Znanstvenici također smatraju da je povećanje koncentracije ugljičnog dioksida u Zemljinoj atmosferi vjerojatni uzrok globalnog zatopljenja. On je taj koji uzrokuje tzv « efekt staklenika ».

Što je efekt staklenika ? Vrlo često se susrećemo s ovim fenomenom. Poznato je da je pri istoj dnevnoj temperaturi i noćna temperatura različita, ovisno o oblačnosti. Oblačnost pokriva zemlju poput deke, a oblačna noć je 5-10 stupnjeva toplija od bezoblačne pri istoj dnevnoj temperaturi. Međutim, ako oblaci, koji su najmanje kapljice vode, ne dopuštaju da toplina prolazi i izvan i sa Sunca na Zemlju, tada ugljični dioksid radi kao dioda – toplina sa Sunca dolazi na Zemlju, ali ne i natrag.

Čovječanstvo troši ogromnu količinu prirodnih resursa, sagorijevajući sve više fosilnih goriva, uslijed čega se povećava postotak ugljičnog dioksida u atmosferi, a ono ne ispušta infracrveno zračenje sa zagrijane površine Zemlje u svemir, stvarajući “efekt staklenika”. Posljedica daljnjeg povećanja koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi može biti globalno zatopljenje i porast temperature Zemlje, što će pak dovesti do takvih posljedica kao što su otapanje ledenjaka i porast razine svjetskog oceana za desetke ili čak stotine metara, mnogi obalni gradovi svijeta.

To je mogući scenarij razvoja događaja i posljedica globalnog zatopljenja, čiji je uzrok efekt staklenika. Međutim, čak i ako se svi ledenjaci Antarktika i Grenlanda otope, razina svjetskog oceana će porasti za najviše 60 metara. Ali ovo je ekstreman, hipotetski slučaj, koji se može dogoditi samo s naglim otapanjem ledenjaka Antarktika. A za to se na Antarktiku mora uspostaviti pozitivna temperatura, što može biti samo posljedica katastrofe planetarnih razmjera (na primjer, promjena nagiba zemljine osi).

Među pristašama "stakleničke katastrofe" nema jednoglasnosti oko njezinih vjerojatnih razmjera, a najmjerodavniji od njih ne obećavaju ništa strašno. Granično zagrijavanje, u slučaju udvostručenja koncentracije ugljičnog dioksida, može biti najviše 4°C. Osim toga, vjerojatno je da se s globalnim zatopljenjem i porastom temperatura razina oceana neće promijeniti, ili čak, naprotiv, smanjiti. Uostalom, s porastom temperature, oborine će se također intenzivirati, a otapanje rubova ledenjaka može se nadoknaditi pojačanim snježnim padalinama u njihovim središnjim dijelovima.

Dakle, problem efekta staklenika i globalnog zatopljenja koje ono uzrokuje, kao i njihovih mogućih posljedica, iako objektivno postoji, razmjeri ovih pojava danas su očito pretjerani. U svakom slučaju, zahtijevaju vrlo temeljito istraživanje i dugotrajno promatranje.

Međunarodni kongres klimatologa, održan u listopadu 1985. godine, bio je posvećen analizi mogućih klimatskih posljedica efekta staklenika. u Villachu (Austrija). Sudionici kongresa došli su do zaključka da će i neznatno zatopljenje klime dovesti do zamjetnog povećanja isparavanja s površine Svjetskog oceana, što će rezultirati povećanjem količine ljetnih i zimskih oborina nad kontinentima. Ovo povećanje neće biti jednolično. Računa se da će se južnim dijelom Europe od Španjolske do Ukrajine protezati pojas, unutar kojeg će količina oborina ostati ista kao sada, ili se čak neznatno smanjiti. Sjeverno od 50° (to je zemljopisna širina Harkova) iu Europi iu Americi postupno će se povećavati s fluktuacijama, koje smo promatrali tijekom posljednjeg desetljeća. Slijedom toga, protok Volge će se povećati, a Kaspijsko more ne prijeti smanjenjem razine. To je bio glavni znanstveni argument koji je konačno omogućio odustajanje od projekta prijenosa dijela toka sjevernih rijeka na Volgu.

Najtočnije, uvjerljivije podatke o mogućim posljedicama efekta staklenika daju paleogeografske rekonstrukcije koje su sastavili stručnjaci koji proučavaju geološku povijest Zemlje tijekom posljednjih milijun godina. Uostalom, tijekom ovog "nedavnog" vremena geološke povijesti, klima Zemlje bila je podvrgnuta vrlo oštrim globalnim promjenama. U hladnijim epohama nego danas, kontinentalni led, poput onih koji danas drže Antarktiku i Grenland, pokrivao je cijelu Kanadu i cijelu sjevernu Europu, uključujući mjesta na kojima se danas nalaze Moskva i Kijev. Krda sobova i čupavih mamuta lutala su tundrom Krima i Sjevernog Kavkaza, gdje se danas nalaze ostaci njihovih kostura. A u srednjim međuledenim epohama, klima Zemlje bila je mnogo toplija od sadašnje: kontinentalni led u Sjevernoj Americi i Europi se otopio, u Sibiru se vječni led odmrznuo za mnogo metara, morski led u blizini naših sjevernih obala nestao je, šumska vegetacija , sudeći po spektrima fosilnih spora i peluda , proširen na teritorij moderne tundre. Snažni riječni tokovi tekli su ravnicama središnje Azije, ispunjavajući sliv Aralskog mora vodom do oznake od plus 72 metra, a mnogi od njih nosili su vodu u Kaspijsko more. Pustinja Karakum u Turkmenistanu rasute su naslage pijeska ovih drevnih kanala.

Općenito, fizičko-geografska situacija tijekom toplih međuledenih epoha na cijelom području bivšeg SSSR-a bila je povoljnija nego sada. Tako je bilo i u skandinavskim zemljama i zemljama srednje Europe.

Nažalost, do sada geolozi koji proučavaju geološku povijest posljednjih milijun godina evolucije našeg planeta nisu bili uključeni u raspravu o problemu efekta staklenika. I geolozi bi mogli napraviti vrijedne dodatke postojećim idejama. Osobito je očito da bi se za ispravnu procjenu mogućih posljedica efekta staklenika trebalo više koristiti paleografski podaci o prošlim epohama značajnog globalnog zatopljenja klime. Analiza takvih podataka, danas poznatih, omogućuje nam da pomislimo da efekt staklenika, suprotno uvriježenom mišljenju, ne donosi nikakve katastrofe za narode našeg planeta. Naprotiv, u mnogim zemljama, uključujući Rusiju, to će stvoriti povoljnije klimatske uvjete nego sada.

Pitanja za samokontrolu

1. Bit glavnih biokemijskih cirkulacija tvari.

2. Što je biokemijski ciklus ugljika?

3. Što se podrazumijeva pod pojmom "efekt staklenika" i s čime se povezuje? Vaša kratka procjena problema.

4. Mislite li da prijeti globalno zatopljenje? Obrazložite svoj odgovor