– jordens diskontinuerliga vattenskal, beläget mellan atmosfären och den fasta jordskorpan och representerar helheten av vattnet i världshavet och landets ytvatten. Hydrosfären kallas också planetens vattenskal. Hydrosfären täcker 70 % av jordens yta. Cirka 96 % av hydrosfärens massa är vattnet i världshavet, 4 % är grundvatten, cirka 2 % är is och snö (främst Antarktis, Grönland och Arktis), 0,4 % är ytvatten på land (floder, sjöar, träsk). En liten mängd vatten finns i atmosfären och i levande organismer. Alla former av vattenmassor går över i varandra som ett resultat av vattnets kretslopp i naturen. Den årliga mängden nederbörd som faller på jordens yta är lika med mängden vatten som totalt avdunstats från markens och havens yta.

inre vatten – del av det diskontinuerliga vattenskalet i jordens hydrosfär. Dessa inkluderar: grundvatten, floder, sjöar, träsk.

Grundvattnet- vatten som finns i den övre delen av jordskorpan (upp till ett djup av 12-15 km).

Källor - naturliga utlopp till jordens yta av grundvatten. Möjligheten att hitta vatten i jordskorpan bestäms av stenarnas porositet. Permeabla stenar (stenar, grus, sand) är de som passerar vatten bra. Vattentåliga stenar är finkorniga, svagt eller helt ogenomträngliga för vatten (leror, graniter, basalter, etc.).

Grundvatten bildas till följd av läckage och ansamling av nederbörd på olika djup från jordytan. Närmare ytan finns jordvatten, d.v.s. de som deltar i bildandet av jordar.

grundvatten- vatten ovanför den första vattentäta horisonten från ytan. Grundvatten är tryckfritt. Deras ytnivå kan ständigt fluktuera. I torra områden ligger grundvattnet på stora djup. I områden med överdriven fukt - nära ytan.

Interstratala vatten- vatten som ligger mellan ogenomträngliga skikt.

artesiska vatten- tryck interstratalt - upptar vanligtvis sänkor där atmosfärisk nederbörd sipprar från områden där det inte finns något övre vattentåligt skikt.

Enligt den kemiska sammansättningen kan grundvatten vara:

1) färsk;

2) mineraliserad, varav många har medicinskt värde.

Grundvatten som ligger nära vulkaniska härdar är ofta varmt. Varma källor som periodvis slår i form av en fontän - gejsrar.

floder.Flod- en konstant vattenström som flyter i kanalen som utvecklats av honom och livnär sig huvudsakligen på atmosfärisk nederbörd.

Delar av floden: källa - platsen där floden har sitt ursprung. Källan kan vara en källa, en sjö, ett träsk, en glaciär i bergen; mun En plats där en flod rinner ut i ett hav, sjö eller annan flod. En fördjupning i relief som sträcker sig från källan till mynningen av en flod Älvdalen. En sänka där en flod ständigt rinner, kanal.översvämningsslätten- platt, översvämmad under floddalens botten. Ovanför översvämningsslätten reser sig oftast dalens sluttningar, ofta i trappstegsform. Dessa steg kallas terrasser(Fig. 10). De uppstår som ett resultat av flodens eroderande aktivitet (erosion), orsakad av en minskning av erosionsbasen.

flodsystemet en flod med alla dess bifloder. Namnet på systemet ges av namnet på huvudfloden.

floderosion – fördjupningen av dess kanals vattendrag och dess utvidgning åt sidorna. Erosionsbas- den nivå till vilken floden fördjupar sin dalgång. Dess höjd bestäms av nivån på reservoaren där floden rinner. Den ultimata grunden för erosionen av alla floder är nivån på världshavet. Med en minskning av nivån på reservoaren som floden flyter in i, minskar grunden för erosion och flodens ökade erosiva aktivitet börjar, vilket orsakar en fördjupning av kanalen.

avrinningsområde- det område från vilket floden med alla dess bifloder samlar vatten.

Vattendelare – skiljelinje mellan två floder eller hav. Vanligtvis fungerar vissa förhöjda utrymmen som vattendelar.

River näring. Vattenflödet i floderna kallas deras näring. Beroende på källan till inkommande vatten särskiljs floder med regn, snö, glaciärer, underjordiska och när de kombineras med blandad näring.

Rollen för den eller den matkällan beror främst på klimatförhållandena. Regnmatning är karakteristisk för floderna i ekvatorial- och de flesta monsunregionerna. I länder med kallt klimat är snösmältningsvatten (snönäring) av primär betydelse. På tempererade breddgrader är utfodringen av floder som regel blandad. Glaciärmatade floder har sitt ursprung i höglandets glaciärer. Förhållandet mellan flodkällor kan förändras under hela året. Så till exempel kan floderna i Ob-bassängen matas av grundvatten på vintern, av smält snö på våren och av underjordiskt vatten och regnvatten på sommaren.

Vilken typ av mat som dominerar beror till stor del flodregimen. Flodregimen - naturliga förändringar i flodernas tillstånd över tiden, på grund av bassängens fysiografiska egenskaper och först och främst klimatförhållanden. Flodregimen yttrar sig i form av dagliga, säsongsbetonade och långvariga fluktuationer i vattennivån och flödet, isfenomen, vattentemperaturen, mängden sediment som transporteras av flödet etc. Flodregimens element är , till exempel, lågt vatten - vattenståndet i ån under säsongen av dess lägsta stånd och högt vatten- en långvarig ökning av vattnet i floden, orsakad av den huvudsakliga matkällan, som upprepas från år till år. Beroende på förekomsten av hydrauliska strukturer på floder (till exempel vattenkraftverk) som påverkar flodens regim, finns det reglerade och naturliga regimer av floder.

Alla jordens floder är fördelade mellan de fyra havens bassänger.

Värdet på floderna:

1) sötvattenkällor för industrin, jordbrukets vattenförsörjning;

2) elkällor;

3) transportvägar (inklusive byggande av sjöfartskanaler);

4) platser för fångst och uppfödning av fisk; vila osv.

Reservoarer har byggts på många floder - stora konstgjorda reservoarer. De positiva konsekvenserna av deras konstruktion: skapa vattenreserver, gör att du kan reglera vattennivån i floden och förhindra översvämningar, förbättra transportförhållandena och låta dig skapa rekreationsområden. Negativa konsekvenser av byggandet av reservoarer på floder: översvämning av stora områden med bördiga översvämningsmarker, grundvatten stiger runt reservoaren, vilket leder till vattenförsämring av markerna, fiskens livsmiljöer störs, den naturliga processen för bildandet av översvämningsslätter störs, etc. Byggandet av nya reservoarer bör föregås av en grundlig vetenskaplig utveckling.

sjöar – reservoarer för långsamt vattenutbyte, belägna i naturliga fördjupningar på landytan.

Sjöarnas läge påverkas av klimatet som bestämmer deras näring och regim, såväl som faktorerna för uppkomsten av sjöbassänger.

Ursprung sjöbassänger kan vara:

1) tektoniska(bildas i jordskorpans förkastningar, vanligtvis djupa, och har banker med branta sluttningar - Baikal, de största sjöarna i Afrika och Nordamerika);

2) vulkanisk(i kratrarna av slocknade vulkaner - Kronotskoye Lake i Kamchatka);

3) glacial-(karakteristiskt för områden som utsätts för glaciation, till exempel sjöarna på Kolahalvön);

4) karst(karakteristiskt för fördelningsområden för lösliga bergarter - gips, krita, kalksten, uppträder på platser för fel när stenar löses upp av grundvatten);

5) fördämd(de kallas också dammar; de uppstår som ett resultat av att flodbädden blockeras av stenblock under jordskred i bergen - Sarez-sjön i Pamirs);

6) oxbow sjöar(en sjö på en översvämningsslätt eller en lägre terrass ovanför en översvämningsslätt är en del av en flod skild från huvudkanalen);

7) artificiell(reservoarer, dammar).

Sjöar matas av atmosfärisk nederbörd, grundvatten och ytvatten som rinner in i dem. Enligt vattenregimen skiljer de avlopp och avloppsfri sjöar. En flod (floder) rinner ut ur avfallssjöar - Baikal, Onega, Ontario, Victoria, etc. Inte en enda flod rinner ut ur avloppsfria sjöar - Caspian, Dead, Chad, etc. Endorheiska sjöar är som regel mer mineraliserade. Beroende på vattnets salthalt är sjöarna färska och salta.

Ursprung Det finns två typer av sjövattenmassa:

1) sjöar, vars vattenmassa är av atmosfäriskt ursprung (sådana sjöar råda i antal);

2) reliker, eller rester, - var en gång en del av världshavet (Kaspiska sjön, etc.)

Sjöarnas utbredning är beroende av klimatet, och därför är sjöarnas geografiska spridning till viss del zon.

Sjöar är av stor betydelse: de påverkar klimatet i det intilliggande territoriet (fuktighet och termiska förhållanden), reglerar flödet av floder som rinner från dem. Sjöarnas ekonomiska betydelse: de används som kommunikationsvägar (mindre än floder), för fiske och rekreation och vattenförsörjning. Salter och helande lera bryts från sjöarnas botten.

träsk- överdrivet fuktiga landområden täckta med fuktälskande vegetation och med ett torvlager på minst 0,3 m. Vattnet i träsken är i bundet tillstånd.

Myrar bildas på grund av igenväxning av sjöar och sumpning av mark.

låglandskärr livnär sig på grundvatten eller flodvatten, relativt rikt på salter. Följaktligen bosätter sig växtlighet där, vilket är ganska krävande på födoämnen (starr, åkerfräken, vass, grönmossa, björk, al).

Högmossar livnär sig direkt på atmosfärisk nederbörd. De ligger i vattendelar. Vegetationen kännetecknas av en begränsad artsammansättning, eftersom det inte finns tillräckligt med mineralsalter (ledum, tranbär, blåbär, sphagnummossa, tall). Övergångskärr upptar en mellanposition. De kännetecknas av betydande vattenavbrott och lågt flöde. Lågmark och högmossar är två stadier av myrarnas naturliga utveckling. Låglandsmossen övergår genom övergångsmossens mellanstadium gradvis till en upphöjd.

Huvudorsaken till bildandet av enorma träsk är klimatets överdrivna luftfuktighet, i kombination med en hög nivå av grundvatten på grund av den nära förekomsten av vattenbeständiga stenar och platt lättnad till ytan.

Träskarnas utbredning är också beroende av klimatet, vilket gör att det också är zonbelagt till viss del. De flesta träsken ligger i skogszonen i den tempererade zonen och i tundrazonen. En stor mängd nederbörd, låg avdunstning och permeabilitet av jordar, planhet och svag dissektion av interfluves bidrar till sumpning.

Glaciärer– atmosfäriskt vatten förvandlades till is. Glaciärer rör sig ständigt på grund av sin plasticitet. Under påverkan av gravitationen når hastigheten på deras rörelse flera hundra meter per år. Rörelsen saktar ner eller accelererar beroende på mängden nederbörd, uppvärmning eller kylning av klimatet, och i bergen påverkas glaciärernas rörelse av tektoniska höjningar.

Glaciärer bildas där det faller mer snö under året än vad den hinner smälta. I Antarktis och Arktis skapas sådana förhållanden redan vid havsnivån eller något högre. På ekvatoriala och tropiska breddgrader kan snö endast samlas på höga höjder (över 4,5 km i ekvatorial, 5-6 km i tropisk). Därför är höjden på snögränsen högre där. snögräns- gränsen över vilken icke-smältande snö ligger kvar i bergen. Snölinjens höjd bestäms av temperaturen, som är associerad med områdets latitud och graden av kontinentalitet i dess klimat, mängden fast nederbörd.

Den totala arean av glaciärer är 11% av landytan med en volym på 30 miljoner km3. Om alla glaciärer smälte skulle världshavets nivå stiga med 66 meter.

Sheet glaciärer täcka jordens yta, oavsett landformer i form av inlandsisar och sköldar, under vilka alla ojämnheter i reliefen döljs. Rörelsen av is i dem sker från kupolens centrum till utkanten i radiella riktningar. Isen på dessa täcken är av stor tjocklek och gör ett stort destruktivt arbete på sin bädd: den bär på skadligt material och förvandlar det till moräner. Exempel på glaciärer är isen på Antarktis och Grönland. Enorma isblock bryter ständigt av från kanten av dessa inlandsisar - isberg. Isberg kan existera upp till 4-10 år tills de smälter. 1912 sjönk Titanic från en kollision med ett isberg i Atlanten. Projekt utvecklas för att transportera isberg för att leverera färskvatten till torra områden i världen.

Både vid moderna och gamla glaciärer rinner smält glaciärvatten ut under glaciären i en bred front och lägger sandiga avlagringar.

bergsglaciärer mycket mindre än täckglas. I bergsglaciärer rörelsen av is sker längs dalens sluttning. De flyter som floder och sjunker under snögränsen. När de rör sig fördjupar dessa glaciärer dalarna.

Glaciärer är reservoarer av sötvatten skapade av naturen. Floder som börjar i glaciärer matas av sina smältvatten. Detta är särskilt viktigt för torra områden.

Permafrost. Med permafrost, eller permafrost, bör man förstå skikten av frusna bergarter som inte tinar under lång tid - från flera år till tiotals och hundratusentals år. Vatten i permafrost är i fast tillstånd, i form av iscement. Uppkomsten av permafrost sker under förhållanden med mycket låga vintertemperaturer och lågt snötäcke. Sådana förhållanden var i randområdena av de gamla inlandsisarna, såväl som i moderna förhållanden i Sibirien, där det finns lite snö på vintern och extremt låga temperaturer. Orsakerna till spridningen av permafrost kan förklaras både av arvet från istiden och av moderna svåra klimatförhållanden. Permafrost är ingenstans så utbredd som i Ryssland. Särskilt utmärker sig området med kontinuerlig permafrost med en lagertjocklek på upp till 600-800 m. Detta område har de lägsta vintertemperaturerna (till exempel Vilyui mynning).

Permafrost påverkar bildandet av naturliga territoriella komplex. Det bidrar till utvecklingen av termokarstprocesser, uppkomsten av svävande högar, isbildning, påverkar storleken och den säsongsmässiga fördelningen av underjordisk och ytavrinning, jord- och vegetationstäcke. Vid utveckling av mineraler, exploatering av grundvatten, konstruktion av byggnader, broar, vägar, dammar och jordbruksarbete är det nödvändigt att studera frusen jord.

Världshavet- hela vattenmassan. Världshavet upptar över 70 % av jordens totala yta. Förhållandet mellan hav och land på norra och södra halvklotet är olika. På norra halvklotet upptar havet 61% av ytan, på södra - 81%.

Världshavet är uppdelat i fyra hav - Stilla havet, Atlanten, Indiska, Arktis.

På senare tid har omfattande forskning utförts på södra halvklotet, särskilt i Antarktis. Som ett resultat av dessa studier lade forskare fram idén om att separera södra oceanen som en oberoende del av världshavet. Södra oceanen, enligt deras åsikt, inkluderar de södra delarna av Stilla havet, Atlanten, Indiska oceanerna, såväl som haven som omger Antarktis.

Havets storlek: Stilla havet - 180 miljoner km2; Atlanten - 93 miljoner km2; Indiska - 75 miljoner km2; Arktis - 13 miljoner km2.

Havets gränser är villkorade. Grunden för uppdelningen av haven är ett oberoende system av strömmar, fördelningen av salthalt, temperatur.

Världshavets genomsnittliga djup är 3 700 m. Det största djupet är 11 022 m (Marianerna i Stilla havet).

Hav- delar av haven, i större eller mindre utsträckning separerade från dem av land, kännetecknade av en speciell hydrologisk regim. Skilj mellan inlands- och marginalhav. innanhav gå djupt in i det inre av fastlandet (Medelhavet, Östersjön). marginella hav de gränsar vanligtvis till fastlandet på ena sidan, och på den andra kommunicerar de relativt fritt med havet (Barents, Okhotsk).

klyftor- mer eller mindre betydande delar av havet eller havet som skär in i land och har en bred koppling till havet. Små vikar kallas vikar. Djupa, slingrande, långa vikar med branta bankar - fjordar.

Sund- mer eller mindre smala vattendrag som förbinder två närliggande hav eller hav.

Lättnaden av havens botten. Reliefen av världshavet har följande struktur (fig. 11). 3/4 av världshavets yta upptas av djup från 3000 till 6000 m, det vill säga denna del av havet tillhör dess bädd.

Salthalten i världshavet. Olika salter är koncentrerade i havsvatten: natriumklorid (ger en salt smak till vattnet) - 78% av den totala mängden salter, magnesiumklorid (ger vattnet en bitter smak) - 11%, andra ämnen. Havsvattnets salthalt beräknas i ppm (i förhållandet mellan en viss mängd av ett ämne och 1000 viktenheter), betecknat med ‰. Havets salthalt är inte densamma, den varierar från 32‰ till 38‰. Graden av salthalt beror på mängden nederbörd, avdunstning, såväl som avsaltning av vattnet i floderna som rinner ut i havet. Salthalten förändras också med djupet. Upp till 1500 m djup minskar salthalten något jämfört med ytan. Djupare, förändringar i vattnets salthalt är obetydliga, det är nästan överallt 35‰. Den minsta salthalten - 5‰ - i Östersjön, den maximala - upp till 41 ‰ - i Röda havet.

Sålunda beror vattnets salthalt på:

1) på förhållandet mellan nederbörd och avdunstning, som varierar beroende på den geografiska latituden (eftersom temperaturen och trycket förändras); mindre salthalt kan vara där mängden nederbörd överstiger avdunstning, där det finns ett stort inflöde av flodvatten, där isen smälter;

2) från djupet.

Röda havets maximala salthalt beror på att det finns en sprickzon. Utbrutna unga basaltiska lavor observeras på botten, vars bildande indikerar uppkomsten av materia från manteln och expansionen av jordskorpan i Röda havet. Dessutom ligger Röda havet på tropiska breddgrader - det finns en stor avdunstning och en liten mängd nederbörd, floder rinner inte in i det.

Gaser löses också i havsvatten: kväve, syre, koldioxid, etc.

Marina (hav)strömmar.havsströmmar- horisontell rörelse av vattenmassor i en viss riktning. Strömmar kan klassificeras på många sätt. Jämfört med temperaturen på det omgivande havsvattnet urskiljs varma, kalla och neutrala strömmar. Beroende på tidpunkten för existens urskiljs kortvariga eller episodiska, periodiska (säsongsmonsun i Indiska oceanen, tidvatten i kustdelarna av haven) och permanenta strömmar. Beroende på djupet särskiljs ytströmmar (täcker ett vattenlager på ytan), djup- och bottenströmmar.

Marina vattenmassor rör sig på grund av olika orsaker. Den främsta orsaken till havsströmmar är vinden, men vattnets rörelse kan orsakas av ackumulering av vatten i vilken del av havet som helst, liksom skillnaden i vattentäthet i olika delar av havet och andra orsaker. Därför är strömmar i deras ursprung:

1) drift - orsakad av konstanta vindar (nord och syd passadvindar, västvindarnas kurs);

2) vind - orsakad av verkan av säsongsvindar (sommarmonsunvindar i Indiska oceanen);

3) avloppsvatten - bildas på grund av skillnaden i vattennivåer i olika delar av havet, som strömmar från områden med överskottsvatten (golfströmmen, brasiliansk, östaustralisk);

4) kompenserande - kompensera (kompensera) utflödet av vatten från olika delar av havet (Kalifornien, Peru, Benguela);

5) densitet (konvektion) - bildad som ett resultat av ojämn fördelning av densiteten av havsvatten på grund av olika temperaturer och salthalter (Gibraltarström);

6) tidvattenströmmar - bildas i samband med månens attraktion.

Som regel finns havsströmmar på grund av en kombination av flera orsaker.

Strömmar har ett stort inflytande på klimatet, särskilt kustområden, som passerar längs kontinenternas västra eller östra kust.

Strömmar löper med östkusterna(avfall), transportera vatten från varmare ekvatorialbreddgrader till kallare. Luften ovanför dem är varm, mättad med fukt. När du rör dig norr eller söder om ekvatorn svalnar luften, närmar sig mättnad och faller därför ut vid kusten, vilket mjukar upp temperaturen.

strömmar passerar västra kusterna kontinenter (kompenserande), går från kallare till varmare breddgrader, luften värms upp, rör sig bort från mättnad, ger ingen nederbörd. Detta är en av huvudorsakerna till bildandet av öknar på kontinenternas västra kuster.

Västvindarnas gång uttalas endast på södra halvklotet.

Detta förklaras av det faktum att det nästan inte finns något land där på tempererade breddgrader, vattenmassor rör sig fritt under påverkan av västliga vindar på tempererade breddgrader. På norra halvklotet hindras utvecklingen av en liknande ström av kontinenterna.

Strömmarnas riktning bestäms av atmosfärens allmänna cirkulation, den avböjande kraften av jordens rotation runt sin axel, havsbottens topografi och kontinenternas konturer.

Ytvattentemperatur. Havsvatten värms upp genom inflödet av solvärme till dess yta. Temperaturen på ytvatten beror på platsens latitud. I vissa områden av havet störs denna fördelning av den ojämna fördelningen av land, havsströmmar, konstanta vindar och avrinning från kontinenterna. Temperaturen förändras naturligt med djupet. Och till en början sjunker temperaturen väldigt snabbt, och sedan ganska långsamt. Den genomsnittliga årliga temperaturen för ytvattnet i världshavet är +17,5 ° С. På ett djup av 3-4 tusen m håller den sig vanligtvis i intervallet från +2 till 0 °C.

Is i haven . Fryspunkten för salt havsvatten är 1-2 °C lägre än för sötvatten. Vattnet i världshavet är täckt med is endast på de arktiska och antarktiska breddgraderna, där vintern är lång och kall. Vissa grunda hav som ligger i den tempererade zonen är också täckta med is.

Skilj mellan årlig och flerårig is. Havsis kan vara orörlig(markrelaterat) eller flytande(drivis). I Ishavet driver isen och stannar året runt.

Förutom isen som bildas i själva havet finns det isar som har brutit av från glaciärer som går ner i havet från de arktiska öarna och den isiga kontinenten Antarktis. Isberg bildas - isberg som flyter i havet. Isberg når en längd av 2 km eller mer på en höjd av över 100 m. Isberg på södra halvklotet är särskilt stora.

Värdet av haven. Havet dämpar klimatet på hela planeten. Havet fungerar som en värmeackumulator. Atmosfärens allmänna cirkulation och havets allmänna cirkulation är sammankopplade och beroende av varandra.

Havets ekonomiska betydelse är enorm. Rikedomen i den organiska världen av havet är uppdelad i bentos- havsbottens organiska värld, plankton- alla organismer som passivt flyter i havets tjocka vatten, nekton Aktivt simmande organismer på havets botten. Fisk står för upp till 90 % av alla organiska resurser i havet.

Stort transportvärde för haven.

Havet är rikt på energiresurser. Det finns ett tidvattenkraftverk vid Frankrikes kust. I havets hyllzoner produceras olja och gas. Enorma reserver av ferromanganknölar är koncentrerade på havets botten. Nästan alla kemiska grundämnen är lösta i havsvatten. Salt, brom, jod och uran bryts i industriell skala.

Land i havet: öar- relativt små landområden, omgivna på alla sidor av vatten.

Öar efter ursprung är indelade i:

1) fastlandet (delar av fastlandet åtskilda av havet) - Madagaskar, Brittiska öarna);

2) vulkanisk (uppstår under vulkanutbrottet på havets botten; utstötta produkter från utbrottet bildar kottar med branta sluttningar som stiger över havsnivån);

3) korall (associerad med marina organismer - korallpolyper; skelett av döda polyper bildar enorma stenar av tät kalksten, ovanifrån byggs de ständigt upp med polyper). Korallrev bildas längs kusterna - under vattnet eller något utskjutande kalkstensklippor över havet. Korallöar som inte är anslutna till fastlandets kust är ofta ringformade med en lagun i mitten och kallas atoller. Korallöar bildas bara på tropiska breddgrader, där vattnet är tillräckligt varmt för polyper att leva.

Den största ön är Grönland, följt av Nya Guinea, Kalimantan, Madagaskar. På vissa ställen finns det få öar, på andra bildar de kluster - skärgårdar.

halvöar- delar av land som sticker ut i havet eller sjön. Efter ursprung särskiljs halvöarna:

1) fristående, som fungerar som en fortsättning av fastlandet i geologiska termer (till exempel Balkanhalvön);

2) ansluten, som inte har med fastlandet att göra i geologisk mening (Hindostan).

De största halvöarna: Kola, Skandinaviska, Iberiska, Somalia, Arabien, Mindre Asien, Hindustan, Korea, Indokina, Kamchatka, Chukchi, Labrador, etc.

Atmosfär

Atmosfär- lufthöljet som omger jordklotet, förbundet med det genom gravitation och som deltar i dess dagliga och årliga rotation.

atmosfärisk luft består av en mekanisk blandning av gaser, vattenånga och föroreningar. Sammansättningen av luft upp till en höjd av 100 km är 78,09% kväve, 20,95% syre, 0,93% argon, 0,03% koldioxid, och endast 0,01% står för alla andra gaser: väte, helium, vattenånga, ozon. Gaserna som utgör luften blandas hela tiden. Andelen gaser är ganska konstant. Däremot varierar innehållet av koldioxid. Att bränna olja, gas, kol, minska antalet skogar leder till en ökning av koldioxid i atmosfären. Detta bidrar till en ökning av lufttemperaturen på jorden, eftersom koldioxid skickar solenergi till jorden, och jordens termiska strålning fördröjer. Således är koldioxid ett slags "isolering" av jorden.

Det finns lite ozon i atmosfären. På en höjd av 25-35 km observeras en koncentration av denna gas, den så kallade ozonskärmen (ozonskiktet). Ozonskärmen utför den viktigaste skyddsfunktionen - den fördröjer solens ultravioletta strålning, vilket är skadligt för allt liv på jorden.

atmosfäriskt vatten finns i luften i form av vattenånga eller suspenderade kondensationsprodukter (droppar, iskristaller).

Atmosfäriska föroreningar(aerosoler) - flytande och fasta partiklar belägna huvudsakligen i de nedre skikten av atmosfären: damm, vulkanisk aska, sot, is och havssaltkristaller etc. Mängden atmosfäriska föroreningar i luften ökar vid kraftiga skogsbränder, dammstormar, vulkanutbrott. Den underliggande ytan påverkar också mängden och kvaliteten på atmosfäriska föroreningar i luften. Så, det är mycket damm över öknarna, över städerna finns det många små fasta partiklar, sot.

Närvaron av föroreningar i luften är förknippad med innehållet av vattenånga i den, eftersom damm, iskristaller och andra partiklar fungerar som kärnor runt vilka vattenånga kondenserar. Liksom koldioxid fungerar atmosfärisk vattenånga som jordens "isolator": den fördröjer strålning från jordens yta.

Atmosfärens massa är en miljondel av jordens massa.

Atmosfärens struktur. Atmosfären har en skiktad struktur. Atmosfärens lager särskiljs på basis av förändringar i lufttemperatur med höjd och andra fysikaliska egenskaper (tabell 1)

Bord 1. Atmosfärens struktur och de övre gränserna Ändring i temperatur Atmosfärens sfär Höjden på den nedre beroende på höjden

Troposfär – det nedre lagret av atmosfären innehåller 80 % luft och nästan all vattenånga. Tjockleken på troposfären varierar. På tropiska breddgrader - 16-18 km, i tempererade breddgrader - 10-12 km och i polar - 8-10 km. Överallt i troposfären sjunker lufttemperaturen med 0,6 °C för varje 100 m uppstigning (eller 6 °C per 1 km). Troposfären kännetecknas av vertikal (konvektion) och horisontell (vind) rörelse av luft. Alla typer av luftmassor bildas i troposfären, cykloner och anticykloner uppstår, moln, nederbörd, dimma bildas. Vädret bildas främst i troposfären. Därför är studiet av troposfären av särskild betydelse. Det nedre lagret av troposfären kallas Ytskikt, kännetecknad av hög dammhalt och innehåll av flyktiga mikroorganismer.

Övergångsskiktet från troposfären till stratosfären kallas tropopaus. Det ökar kraftigt sällsyntheten av luft, dess temperatur sjunker till -60 ° C över polerna till -80 ° C över tropikerna. Den lägre lufttemperaturen över tropikerna beror på kraftiga stigande luftströmmar och troposfärens högre position.

Stratosfär Atmosfärens lager mellan troposfären och mesosfären. Luftens gassammansättning liknar troposfären, men innehåller mycket mindre vattenånga och mer ozon. På en höjd av 25 till 35 km observeras den högsta koncentrationen av denna gas (ozonskärm). Upp till en höjd av 25 km ändras temperaturen lite med höjden, och ovanför börjar den stiga. Temperaturen varierar med latitud och tid på året. Pärlemormoln observeras i stratosfären, den kännetecknas av höga vindhastigheter och jetströmmar av luft.

Den övre atmosfären kännetecknas av norrsken och magnetiska stormar. Exosfär- den yttre sfären från vilken lätta atmosfäriska gaser (till exempel väte, helium) kan strömma ut i yttre rymden. Atmosfären har ingen skarp övre gräns och går gradvis över i yttre rymden.

Närvaron av en atmosfär är av stor betydelse för jorden. Det förhindrar överdriven uppvärmning av jordens yta under dagen och kylning på natten; skyddar jorden från ultraviolett strålning från solen. En betydande del av meteoriterna brinner i atmosfärens täta lager.

Genom att interagera med jordens alla skal är atmosfären involverad i omfördelningen av fukt och värme på planeten. Det är ett villkor för existensen av organiskt liv.

Solinstrålning och lufttemperatur. Luft värms upp och kyls av jordens yta, som i sin tur värms upp av solen. Den totala mängden solstrålning kallas solstrålning. Huvuddelen av solstrålningen är spridd i världsrymden, endast en två miljarddel av solstrålningen når jorden. Strålning kan vara direkt eller diffus. Solstrålning som når jordens yta i form av direkt solljus som kommer från solskivan en klar dag kallas direkt strålning. Solstrålning som har genomgått spridning i atmosfären och kommer till jordens yta från hela himlavalvet kallas spridd strålning. Spridd solstrålning spelar en betydande roll i jordens energibalans, eftersom den är i molnigt väder, särskilt på höga breddgrader, den enda energikällan i atmosfärens ytskikt. Helheten av direkt och diffus strålning som kommer in på en horisontell yta kallas total strålning.

Mängden strålning beror på varaktigheten av exponeringen för ytan av solens strålar och infallsvinkeln. Ju mindre solstrålarnas infallsvinkel är, desto mindre solstrålning får ytan och följaktligen värms luften ovanför den mindre upp.

Således minskar mängden solstrålning när man flyttar från ekvatorn till polerna, eftersom detta minskar infallsvinkeln för solens strålar och varaktigheten av belysningen av territoriet på vintern.

Mängden solstrålning påverkas också av atmosfärens grumlighet och genomskinlighet.

Den högsta totala strålningen finns i tropiska öknar. Vid polerna på dagen för solståndet (i norr - den 22 juni, i söder - den 22 december), när solen går ner, är den totala solstrålningen större än vid ekvatorn. Men på grund av det faktum att den vita ytan av snö och is reflekterar upp till 90% av solens strålar, är mängden värme försumbar, och jordens yta värms inte upp.

Den totala solstrålningen som kommer in på jordens yta reflekteras delvis av den. Strålning som reflekteras från jordytan, vattnet eller molnen som den faller på kallas reflekteras. Men ändå absorberas det mesta av strålningen av jordytan och omvandlas till värme.

Eftersom luften värms upp från jordens yta, beror dess temperatur inte bara på faktorerna som anges ovan, utan också på höjden över havsnivån: ju högre området är, desto lägre är temperaturen (den sjunker med 6 ° C med varje kilometer i troposfären).

Påverkar temperaturen och fördelningen av mark och vatten, som värms upp olika. Mark värms upp snabbt och svalnar snabbt, vatten värms upp långsamt men håller värmen längre. Således är luften över land varmare på dagen än över vatten, och kallare på natten. Detta inflytande återspeglas inte bara i dagliga utan också i säsongsbetonade egenskaper hos lufttemperaturförändringar. I kustområden, under annars identiska förhållanden, är somrarna svalare och vintrarna varmare.

På grund av uppvärmningen och kylningen av jordens yta dag och natt, under de varma och kalla årstiderna, ändras lufttemperaturen under dagen och året. De högsta temperaturerna på ytskiktet observeras i jordens ökenregioner - i Libyen nära staden Tripoli +58 ° С, i Death Valley (USA), i Termez (Turkmenistan) - upp till +55 ° С. Den lägsta - i det inre av Antarktis - ner till -89 ° C. 1983, vid Vostok-stationen i Antarktis, registrerades -83,6 °C - den lägsta lufttemperaturen på planeten.

Lufttemperatur- en allmänt använd och väl studerad väderkarakteristik .. Lufttemperaturen mäts 3-8 gånger om dagen, vilket bestämmer genomsnittet dagligen; enligt den genomsnittliga dagligen, bestäms den genomsnittliga månaden, enligt den genomsnittliga månaden - den genomsnittliga årliga. Temperaturfördelningar visas på kartor. isotermer. Temperaturer i juli, januari och årstider används vanligtvis.

Atmosfärstryck. Luft, som vilken kropp som helst, har en massa: 1 liter luft vid havsnivån har en massa på cirka 1,3 g. För varje kvadratcentimeter av jordens yta trycker atmosfären med en kraft på 1 kg. Detta genomsnittliga lufttryck över havsnivån på en latitud av 45 ° vid en temperatur av 0 ° C motsvarar vikten av en kvicksilverkolonn 760 mm hög och 1 cm2 i tvärsnitt (eller 1013 mb.). Detta tryck tas som normalt tryck.

Atmosfärstryck - den kraft med vilken atmosfären trycker på alla föremål i den och på jordens yta. Trycket bestäms vid varje punkt i atmosfären av massan av den överliggande luftpelaren med en bas lika med ett. Med ökande höjd minskar atmosfärstrycket, eftersom ju högre punkten är, desto lägre är höjden på luftpelaren ovanför den. När den stiger blir luften sällsynt och dess tryck minskar. I höga berg är trycket mycket mindre än vid havsnivån. Denna regelbundenhet används för att bestämma områdets absoluta höjd genom storleken på trycket.

bariskt stadiumär det vertikala avstånd vid vilket atmosfärstrycket minskar med 1 mm Hg. Konst. I de nedre skikten av troposfären, upp till en höjd av 1 km, minskar trycket med 1 mm Hg. Konst. för varje 10:e höjdmeter. Ju högre desto långsammare minskar trycket.

I horisontell riktning vid jordytan varierar trycket ojämnt beroende på tid.

barisk gradient- en indikator som kännetecknar förändringen i atmosfärstryck över jordytan per enhet avstånd och horisontellt.

Storleken på trycket, förutom terrängens höjd över havet, beror på lufttemperaturen. Varmluftens tryck är mindre än kall lufts tryck, eftersom den expanderar på grund av uppvärmning och drar ihop sig när den kyls. När lufttemperaturen ändras ändras dess tryck.

Eftersom förändringen i lufttemperaturen på jordklotet är zonbaserad är zonindelning också karakteristisk för fördelningen av atmosfärstrycket på jordens yta. Ett bälte med lågtryck sträcker sig längs ekvatorn, vid 30-40 ° breddgrader i norr och söder - bälten med högtryck, vid 60-70 ° breddgrader är trycket åter lågt, och i polära breddgrader - områden med högt tryck. Fördelningen av zoner med högt och lågt tryck är förknippat med särdragen med uppvärmning och luftrörelse nära jordens yta. På ekvatoriska breddgrader värms luften upp bra under hela året, stiger och sprider sig mot tropiska breddgrader. När man närmar sig 30-40° breddgrader kyls luften och sjunker ner, vilket skapar ett bälte med högt tryck. På polära breddgrader skapar kall luft områden med högt tryck. Kall luft sjunker ständigt, och luft från tempererade breddgrader kommer i dess ställe. Utflödet av luft till de polära breddgraderna är anledningen till att ett bälte med lågt tryck skapas på tempererade breddgrader.

Tryckbälten finns hela tiden. De förskjuts bara något åt ​​norr eller söder, beroende på årstiden ("följer solen"). Undantaget är lågtrycksbältet på norra halvklotet. Det finns bara på sommaren. Dessutom bildas ett stort område med lågtryck över Asien med ett centrum på tropiska breddgrader - det asiatiska låget. Dess bildande förklaras av det faktum att luften är mycket varm över en enorm landmassa. På vintern blir landet, som upptar betydande områden på dessa breddgrader, mycket kallt, trycket över det ökar och områden med högt tryck bildas över kontinenterna - det asiatiska (sibiriska) och nordamerikanska (kanadensiska) vinteratmosfärstrycket maxima . På vintern "bryts" således lågtrycksbältet på de tempererade breddgraderna på norra halvklotet. Det kvarstår endast över haven i form av slutna områden med lågtryck - Aleutiska och isländska lågtryck.

Inverkan av fördelningen av land och vatten på mönstren för förändringar i atmosfärstrycket uttrycks också i det faktum att bariska maxima under hela året endast existerar över haven: Azorerna (Nordatlanten), Norra Stilla havet, södra Atlanten, södra Stilla havet, Sydindiska.

Atmosfärstrycket förändras ständigt. Den främsta orsaken till tryckförändringen är förändringen i lufttemperaturen.

Atmosfäriskt tryck mäts med hjälp av barometrar. Aneroidbarometern består av en hermetiskt tillsluten tunnväggig låda, inuti vilken luften försållas. När trycket ändras trycks boxens väggar in eller sticker ut. Dessa förändringar överförs till handen, som rör sig på en skala graderad i millibar eller millimeter.

På kartor visas tryckfördelningen på jorden isobarer. Oftast visar kartor fördelningen av isobarer i januari och juli.

Fördelningen av områden och bälten av atmosfärstryck påverkar luftströmmar, väder och klimat avsevärt.

Vindär luftens horisontella rörelse i förhållande till jordens yta. Det uppstår som ett resultat av ojämn fördelning av atmosfärstrycket och dess rörelse riktas från områden med högre tryck till områden där trycket är lägre. På grund av den kontinuerliga tryckförändringen i tid och rum förändras vindens hastighet och riktning ständigt. Vindens riktning bestäms av den del av horisonten som den blåser från (nordanvinden blåser från norr till söder). Vindhastigheten mäts i meter per sekund. Med höjden ändras vindens riktning och styrka på grund av en minskning av friktionskraften, såväl som på grund av en förändring i bariska gradienter. Så orsaken till förekomsten av vind är skillnaden i tryck mellan olika områden, och orsaken till skillnaden i tryck är skillnaden i uppvärmning. Vindar påverkas av den avböjande kraften från jordens rotation. Vindarna är olika i ursprung, karaktär och betydelse. De viktigaste vindarna är vindar, monsuner, passadvindar.

Bris– lokal vind (havskuster, stora sjöar, reservoarer och floder), som ändrar sin riktning två gånger om dagen: under dagen blåser den från sidan av reservoaren till land och på natten - från land till reservoaren. Vindar uppstår av att marken under dagen värms upp mer än vattnet, varför den varmare och lättare luften ovanför marken stiger och kallare luft kommer in på dess plats från sidan av reservoaren. På natten är luften ovanför reservoaren varmare (eftersom den svalnar långsammare), så den stiger, och luftmassor från land rör sig på sin plats - tyngre, svalare (Fig. 12). Andra typer av lokala vindar är foehn, bora, etc.

passadvindar- konstanta vindar i de tropiska regionerna på norra och södra halvklotet, som blåser från högtryckszonerna (25-35 ° N och S) till ekvatorn (in i lågtryckszonen). Under påverkan av jordens rotation runt sin axel avviker passadvindarna från sin ursprungliga riktning. På norra halvklotet blåser de från nordost till sydväst, på södra halvklotet blåser de från sydost till nordväst. Passadvindarna kännetecknas av stor stabilitet i riktning och hastighet. Passadvindarna har ett stort inflytande på klimatet i de territorier under deras inflytande. Detta är särskilt tydligt i fördelningen av nederbörd.

Monsuner – vindar som beroende på årstider ändrar riktning till motsatt eller nära den. Under den kalla årstiden blåser de från fastlandet till havet och under den varma årstiden från havet till fastlandet.

Monsuner bildas på grund av skillnaden i lufttryck som uppstår från den ojämna uppvärmningen av land och hav. På vintern är luften över land kallare, över havet - varmare. Därför är trycket högre över fastlandet, lägre - över havet. Därför, på vintern, rör sig luften från fastlandet (område med högre tryck) till havet (över vilket trycket är lägre). Under den varma årstiden - tvärtom: monsuner blåser från havet till fastlandet. Därför, i områden med monsunutbredning, faller nederbörd vanligtvis på sommaren.

På grund av jordens rotation runt sin axel avviker monsunerna på norra halvklotet till höger och på södra halvklotet - till vänster från sin ursprungliga riktning.

Monsuner är en viktig del av atmosfärens allmänna cirkulation. Skilja på extratropisk och tropisk(ekvatorial) monsuner. I Ryssland verkar extratropiska monsuner på territoriet på Fjärran Östernkusten. Tropiska monsuner är mer uttalade, de är mest karakteristiska för Syd- och Sydostasien, där det vissa år faller flera tusen mm nederbörd under den våta årstiden. Deras bildande förklaras av det faktum att det ekvatoriala lågtrycksbältet skiftar något åt ​​norr eller söder, beroende på årstid ("efter solen"). I juli ligger den på 15-20°N. sh. Därför korsar den sydöstra passadvinden på södra halvklotet, som rusar till detta lågtrycksbälte, ekvatorn. Under påverkan av den avböjande kraften från jordens rotation (runt sin axel) på norra halvklotet ändrar den sin riktning och blir sydvästlig. Detta är sommarens ekvatorialmonsun, som för ekvatorialluftens havsluftmassor till en latitud av 20-28°. När man möter Himalaya på sin väg lämnar fuktig luft en betydande mängd nederbörd på deras södra sluttningar. På Cherrapunja station i norra Indien överstiger den genomsnittliga årliga nederbörden 10 000 mm per år, och vissa år ännu mer.

Från högtrycksbälten blåser vindarna också mot polerna, men avvikande österut ändrar de riktning mot väster. Därför, på tempererade breddgrader, västliga vindar,även om de inte är lika konstanta som passadvindarna.

De rådande vindarna i polarområdena är nordostliga vindar på norra halvklotet och sydostliga vindar på södra halvklotet.

Cykloner och anticykloner. På grund av den ojämna uppvärmningen av jordens yta och den avböjande kraften från jordens rotation, bildas enorma (upp till flera tusen kilometer i diameter) atmosfäriska virvlar - cykloner och anticykloner (fig. 13).

Cyklon - en uppåtgående virvel i atmosfären med ett slutet område med lågtryck, där vindar blåser från periferin till mitten (moturs på norra halvklotet, medurs på södra halvklotet). Medelhastigheten för cyklonen är 35-50 km/h, och ibland upp till 100 km/h. I en cyklon stiger luften vilket påverkar vädret. Med början av en cyklon förändras vädret ganska dramatiskt: vindar ökar, vattenånga kondenserar snabbt, vilket ger upphov till kraftfulla moln och nederbörd faller.

Anticyklon- en fallande atmosfärisk virvel med ett slutet område med högt tryck, där vindar blåser från mitten till periferin (på norra halvklotet - medurs, på södra - moturs). Anticyklonernas rörelsehastighet är 30-40 km/h, men de kan ligga kvar på ett ställe under lång tid, särskilt på kontinenterna. I anticyklonen sjunker luften och blir torrare när den värms upp, eftersom ångorna som finns i den avlägsnas från mättnad. Detta utesluter som regel bildandet av moln i den centrala delen av anticyklonen. Därför, under anticyklonen, är vädret klart, soligt, utan nederbörd. På vintern - frostigt, på sommaren - varmt.

Vattenånga i atmosfären. Det finns alltid en viss mängd fukt i atmosfären i form av vattenånga som har avdunstat från ytan av haven, sjöar, floder, mark etc. Avdunstning beror på lufttemperatur, vind (även en svag vind ökar avdunstningen med en faktor 3, eftersom hela tiden bär bort luften mättad med vattenånga och ger nya delar av torrt), arten av relief, vegetation täckning, markfärg.

Skilja på flyktighet - mängden vatten som skulle kunna avdunsta under givna förhållanden per tidsenhet, och avdunstning - faktiskt avdunstat vatten.

I öknen är avdunstningen hög, och avdunstningen är försumbar.

Luftmättnad. Vid varje specifik temperatur kan luft ta emot vattenånga upp till en känd gräns (tills mättnad). Ju högre temperatur, desto mer vatten kan luften hålla. Om omättad luft kyls, kommer den gradvis att närma sig sin mättnadspunkt. Den temperatur vid vilken en given omättad luft blir mättad kallas daggpunkt. Om den mättade luften kyls ytterligare, kommer överskott av vattenånga att börja tjockna i den. Fukt kommer att börja kondensera, moln kommer att bildas, sedan kommer nederbörd att falla. Därför, för att karakterisera vädret, är det nödvändigt att veta relativ luftfuktighet - procentandelen av mängden vattenånga som finns i luften till den mängd som den kan hålla när den är mättad.

Absolut fuktighet- mängden vattenånga i gram, som för närvarande finns i 1 m3 luft.

Atmosfärisk nederbörd och deras bildning. Nederbörd- vatten i flytande eller fast tillstånd som faller från moln. molnär ansamlingar av vattenånga kondensationsprodukter suspenderade i atmosfären - vattendroppar eller iskristaller. Beroende på kombinationen av temperatur och fuktighetsgrad, bildas droppar eller kristaller av olika former och storlekar. Små droppar svävar i luften, större börjar falla i form av duggregn (duggregn) eller fint regn. Vid låga temperaturer bildas snöflingor.

Mönstret för nederbördsbildning är som följer: luften svalnar (oftare när den stiger uppåt), närmar sig mättnad, vattenånga kondenseras och nederbörd bildas.

Nederbörden mäts med en regnmätare - en cylindrisk metallhink 40 cm hög och med ett tvärsnitt på 500 cm2. Alla nederbördsmätningar summeras för varje månad, och månads- och sedan årsnederbörden visas.

Mängden nederbörd i ett område beror på:

1) lufttemperatur (påverkar luftens avdunstning och fukthalt);

2) havsströmmar (över ytan av varma strömmar värms luften upp och är mättad med fukt; när den överförs till angränsande, kallare områden frigörs lätt nederbörd från den. Den motsatta processen sker över kalla strömmar: avdunstning över dem är liten; när luft som inte är mättad med fukt kommer in i en varmare underliggande yta, expanderar den, dess mättnad med fukt minskar och nederbörd bildas inte i den);

3) atmosfärisk cirkulation (där luft rör sig från havet till land, det finns mer nederbörd);

4) platsens höjd och bergskedjornas riktning (bergen tvingar luftmassorna mättade med fukt att stiga upp, där vattenånga kondenseras och nederbörd bildas på grund av avkylning; det faller mer nederbörd på vindsluttningarna av bergen).

Nederbörden är ojämn. Den lyder lagen om zonering, det vill säga den ändras från ekvatorn till polerna.

På tropiska och tempererade breddgrader ändras mängden nederbörd avsevärt när man flyttar från kusterna till kontinenternas djup, vilket beror på många faktorer (atmosfärisk cirkulation, närvaron av havsströmmar, topografi, etc.).

Nederbörden över större delen av jordklotet sker ojämnt under hela året. Nära ekvatorn under året kommer nederbördsmängden att ändras något, på de subekvatoriala breddgraderna finns en torrperiod (upp till 8 månader) förknippad med verkan av tropiska luftmassor, och en regnperiod (upp till 4 månader) associerad med ankomsten av ekvatoriala luftmassor. När man flyttar från ekvatorn till tropikerna ökar varaktigheten av torrperioden och regnperioden minskar. På subtropiska breddgrader råder vinternederbörd (de förs av måttliga luftmassor). På tempererade breddgrader faller nederbörden under hela året, men i det inre av kontinenterna faller mer nederbörd under den varma årstiden. På polära breddgrader dominerar även sommarnederbörden.

Väder- det fysiska tillståndet för det nedre skiktet av atmosfären i ett visst område vid ett givet ögonblick eller under en viss tidsperiod.

Väderegenskaper - lufttemperatur och luftfuktighet, atmosfärstryck, molnighet och nederbörd, vind.

Vädret är en extremt varierande del av naturliga förhållanden, beroende av dagliga och årliga rytmer. Den dagliga rytmen beror på uppvärmningen av jordytan av solens strålar under dagen och kylning på natten. Årsrytmen bestäms av förändringen i solstrålarnas infallsvinkel under året.

Vädret är av stor betydelse för mänsklig ekonomisk verksamhet. Vädret studeras vid meteorologiska stationer med hjälp av en mängd olika instrument. Enligt informationen från väderstationerna sammanställs synoptiska kartor. synoptisk karta- en väderkarta på vilken atmosfäriska fronter och väderdata vid ett visst tillfälle appliceras med konventionella tecken (lufttryck, temperatur, vindriktning och hastighet, molnighet, position för varma och kalla fronter, cykloner och anticykloner, nederbördsmönster). Synoptiska kartor sammanställs flera gånger om dagen; genom att jämföra dem kan du bestämma rörelsevägarna för cykloner, anticykloner och atmosfäriska fronter.

atmosfärisk front- zonen för separation av luftmassor med olika egenskaper i troposfären. Uppstår när massor av kall och varm luft närmar sig och möts. Dess bredd når flera tiotals kilometer med en höjd av hundratals meter och ibland tusentals kilometer med en liten lutning mot jordens yta. Den atmosfäriska fronten, som passerar genom ett visst territorium, förändrar vädret dramatiskt. Bland atmosfäriska fronter urskiljs varm- och kallfronter (bild 14)

varm framsida Den bildas av den aktiva rörelsen av varm luft mot kall luft. Därefter strömmar varm luft till den vikande kilen av kall luft och stiger längs gränssnittsplanet. När den stiger svalnar den. Detta leder till kondensering av vattenånga, uppkomsten av cirrus- och nimbostratusmoln och nederbörd. Med ankomsten av en varm front minskar atmosfärstrycket, som regel är uppvärmning och nederbörd förknippade med det.

kall front bildas när kall luft rör sig mot varm luft. Kall luft, som är tyngre, strömmar under varm luft och trycker upp den. I det här fallet uppstår stratocumulus-regnmoln, varifrån nederbörden faller i form av skurar med skurar och åskväder. Passagen av en kallfront är förknippad med kylning, ökade vindar och ökad luftgenomskinlighet.

Väderprognoser är av stor betydelse. Väderprognoser görs för olika tidpunkter. Vanligtvis förutsägs vädret i 24-48 h. Att göra långtidsprognoser är förenat med stora svårigheter.

Klimat- Den långsiktiga väderleken som är karakteristisk för området. Klimatet påverkar bildandet av jord, växtlighet, djurliv; bestämmer regimen för floder, sjöar, kärr, påverkar livet i haven och oceanerna, bildandet av lättnad.

Fördelningen av klimatet på jorden är zonbaserad. Det finns flera klimatzoner på jordklotet.

Klimatzoner- latitudinella band på jordens yta, som har en enhetlig regim av lufttemperaturer, på grund av "normerna" för ankomsten av solstrålning och bildandet av samma typ av luftmassor med egenskaperna hos deras säsongsbetonade cirkulation (tabell 2) .

luftmassor- stora luftvolymer i troposfären, som har mer eller mindre samma egenskaper (temperatur, luftfuktighet, dammhalt etc.). Luftmassornas egenskaper bestäms av territoriet eller vattenområdet över vilket de bildas.

Egenskaper för zonbaserade luftmassor:

ekvatorial - varm och fuktig;

tropisk - varm, torr;

tempererat - mindre varmt, fuktigare än tropiskt, säsongsmässiga skillnader är karakteristiska

arktiskt och antarktiskt - kallt och torrt.

Tabell 2.Klimatzoner och luftmassorna som verkar i dem

Inom de huvudsakliga (zonala) typerna av virtuella datorer finns det undertyper - kontinentala (bildade över fastlandet) och oceaniska (bildade över havet). En luftmassa kännetecknas av en generell rörelseriktning, men inom denna luftvolym kan det finnas olika vindar. Luftmassornas egenskaper förändras. Således värms marina tempererade luftmassor, som bärs av västliga vindar till Eurasiens territorium, gradvis upp (eller svalnar) när de rör sig österut, förlorar fukt och förvandlas till tempererad kontinental luft.

Klimatbildande faktorer:

1) platsens geografiska latitud, eftersom lutningsvinkeln för solens strålar beror på den, vilket betyder mängden värme;

2) atmosfärisk cirkulation - de rådande vindarna ger vissa luftmassor;

3) havsströmmar (se om atmosfärisk nederbörd);

4) platsens absoluta höjd (temperaturen minskar med höjden);

5) avstånd från havet - vid kusterna, som regel, mindre skarpa temperaturförändringar (dag och natt, årstider); mer nederbörd;

6) lättnad (bergskedjor kan fånga in luftmassor: om en fuktig luftmassa möter berg på sin väg stiger den, svalnar, fukten kondenserar och nederbörden faller).

Klimatzonerna ändras från ekvatorn till polerna, eftersom infallsvinkeln för solens strålar ändras. Detta bestämmer i sin tur lagen om zonindelning, det vill säga förändringen i naturens komponenter från ekvatorn till polerna. Inom klimatzonerna urskiljs klimatregioner - en del av klimatzonen som har en viss typ av klimat. Klimatregioner uppstår som ett resultat av påverkan av olika klimatbildande faktorer (egenheter i atmosfärisk cirkulation, påverkan av havsströmmar, etc.). Till exempel, i den tempererade klimatzonen på norra halvklotet, urskiljs områden med kontinentala, tempererade kontinentala, maritima och monsunklimat.

Allmän cirkulation av atmosfären- ett system av luftströmmar på jordklotet, som bidrar till överföringen av värme och fukt från ett område till ett annat. Luften rör sig från områden med högt tryck till områden med lågt tryck. Ytor med högt och lågt tryck bildas som ett resultat av ojämn uppvärmning av jordytan.

Under påverkan av jordens rotation avviker luftflöden åt höger på norra halvklotet och till vänster på södra halvklotet.

På de ekvatoriala breddgraderna finns det på grund av höga temperaturer konstant ett lågtrycksbälte med svaga vindar. Den uppvärmda luften stiger och sprider sig på en höjd mot norr och söder. Vid höga temperaturer och uppåtgående luftrörelser, med hög luftfuktighet, bildas stora moln. Det är mycket nederbörd här.

Cirka mellan 25 och 30 ° N. och yu. sh. luft sjunker ner till jordens yta, där som ett resultat bildas högtrycksbälten. Nära jorden riktas denna luft mot ekvatorn (där trycket är lågt), avvikande till höger på norra halvklotet och till vänster på södra halvklotet. Det är så passadvindar bildas. I den centrala delen av högtrycksbältena finns en lugn zon: vindarna är svaga. På grund av de nedåtgående luftströmmarna torkas luften och värms upp. De varma och torra områdena på jorden finns i dessa bälten.

På tempererade breddgrader med centra runt 60°N. och yu. sh. trycket är lågt. Luften stiger och rusar sedan till polarområdena. På tempererade breddgrader dominerar västerländsk lufttransport (den avlänkande kraften från jordens rotation verkar).

De polära breddgraderna kännetecknas av låga lufttemperaturer och högt tryck. Luften som kommer från tempererade breddgrader går ner till jorden och går igen till tempererade breddgrader med nordostliga (på norra halvklotet) och sydostliga (på södra halvklotet) vindar. Nederbörden är låg (fig. 15).

<<< Назад

Vidarebefordra >>>

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Introduktion

Den snabba tillväxten av den mänskliga befolkningen och dess vetenskapliga och tekniska utrustning har radikalt förändrat situationen på jorden. Om all mänsklig aktivitet under det senaste förflutna endast manifesterade sig negativt i begränsade, om än många, territorier, och slagkraften var ojämförligt mindre än den kraftfulla cirkulationen av ämnen i naturen, har nu skalorna för naturliga och antropogena processer blivit jämförbara, och förhållandet mellan dem fortsätter att förändras med acceleration mot en ökning av kraften hos antropogen påverkan på biosfären.

Faran för oförutsägbara förändringar i biosfärens stabila tillstånd, som naturliga samhällen och arter, inklusive människan själv, är historiskt anpassade till, är så stor samtidigt som man bibehåller de vanliga sätten att hantera att de nuvarande generationerna av människor som bor på jorden har ställts inför uppgift att omedelbart förbättra alla aspekter av deras liv i enlighet med behovet av att bevara den befintliga cirkulationen av ämnen och energi i biosfären. Dessutom utgör den utbredda föroreningen av vår miljö med en mängd olika ämnen, ibland helt främmande för människokroppens normala existens, en allvarlig fara för vår hälsa och kommande generationers välbefinnande.

atmosfärens hydrosfärens litosfärföroreningar

1. Luftföroreningar

Atmosfärisk luft är den viktigaste livsuppehållande naturliga miljön och är en blandning av gaser och aerosoler i atmosfärens ytskikt, som bildas under jordens utveckling, mänsklig aktivitet och ligger utanför bostäder, industrier och andra lokaler. Resultaten av miljöstudier, både i Ryssland och utomlands, indikerar otvetydigt att förorening av ytatmosfären är den mest kraftfulla, ständigt verkande faktorn som påverkar människor, näringskedjan och miljön. Atmosfärisk luft har en obegränsad kapacitet och spelar rollen som det mest mobila, kemiskt aggressiva och genomträngande medlet för interaktion nära ytan av komponenterna i biosfären, hydrosfären och litosfären.

Under senare år har data erhållits om den väsentliga roll som atmosfärens ozonskikt har för bevarandet av biosfären, som absorberar solens ultravioletta strålning, som är skadlig för levande organismer och bildar en termisk barriär på höjder av ca. 40 km, vilket förhindrar nedkylning av jordytan.

Atmosfären har en intensiv inverkan inte bara på människor och biota, utan också på hydrosfären, mark och vegetation, geologisk miljö, byggnader, strukturer och andra konstgjorda föremål. Därför är skyddet av atmosfärisk luft och ozonskiktet det högst prioriterade miljöproblemet och det ägnas stor uppmärksamhet i alla utvecklade länder.

Den förorenade markatmosfären orsakar lung-, hals- och hudcancer, störningar i centrala nervsystemet, allergiska sjukdomar och andningssjukdomar, neonatala defekter och många andra sjukdomar, vars lista bestäms av föroreningarna som finns i luften och deras kombinerade effekter på människokroppen . Resultaten av specialstudier utförda i Ryssland och utomlands har visat att det finns ett nära positivt samband mellan befolkningens hälsa och kvaliteten på atmosfärisk luft.

De viktigaste medlen för atmosfärens påverkan på hydrosfären är nederbörd i form av regn och snö, och i mindre utsträckning smog och dimma. Markens yta och underjordiska vatten är huvudsakligen atmosfärisk näring och som ett resultat beror deras kemiska sammansättning huvudsakligen på atmosfärens tillstånd.

Den negativa påverkan av den förorenade atmosfären på marken och vegetationstäcket är associerad både med utfällningen av sur nederbörd, som läcker ut kalcium, humus och spårämnen från marken, och med störningen av fotosyntesprocesser, vilket leder till en avmattning i tillväxten och växternas död. Den höga känsligheten hos träd (särskilt björk, ek) för luftföroreningar har identifierats under lång tid. Den kombinerade verkan av båda faktorerna leder till en märkbar minskning av markens bördighet och att skogar försvinner. Sur nederbörd i atmosfären anses nu vara en kraftfull faktor, inte bara vid vittring av stenar och försämring av kvaliteten på bärande jordar, utan också i den kemiska förstörelsen av konstgjorda föremål, inklusive kulturminnen och landlinjer. Många ekonomiskt utvecklade länder genomför för närvarande program för att ta itu med problemet med sur nederbörd. Genom National Acid Rainfall Evaluation Program, som inrättades 1980, började många amerikanska federala myndigheter finansiera forskning om de atmosfäriska processer som orsakar surt regn för att bedöma effekterna av surt regn på ekosystemen och utveckla lämpliga bevarandeåtgärder. Det visade sig att surt regn har en mångfacetterad påverkan på miljön och är resultatet av självrening (tvättning) av atmosfären. De huvudsakliga sura medlen är utspädda svavelsyra och salpetersyror som bildas under oxidationsreaktionerna av svavel- och kväveoxider med deltagande av väteperoxid.

Källor till luftföroreningar

Naturliga föroreningskällor inkluderar: vulkanutbrott, dammstormar, skogsbränder, rymddamm, havssaltpartiklar, produkter av vegetabiliskt, animaliskt och mikrobiologiskt ursprung. Nivån på sådana föroreningar betraktas som bakgrund, som förändras lite med tiden.

Den huvudsakliga naturliga processen för förorening av ytatmosfären är jordens vulkaniska och flytande aktivitet. Stora vulkanutbrott leder till global och långvarig förorening av atmosfären, vilket framgår av krönikorna och moderna observationsdata (utbrottet av berget Pinatubo). i Filippinerna 1991). Detta beror på det faktum att enorma mängder gaser omedelbart släpps ut i atmosfärens höga lager, som tas upp av höghastighetsluftströmmar på hög höjd och sprids snabbt över hela jordklotet. Varaktigheten av atmosfärens förorenade tillstånd efter stora vulkanutbrott når flera år.

Antropogena föroreningskällor orsakas av mänskliga aktiviteter. Dessa bör innehålla:

1. Förbränning av fossila bränslen, som åtföljs av utsläpp av 5 miljarder ton koldioxid per år. Som ett resultat, under 100 år (1860 - 1960), ökade halten av CO2 med 18 % (från 0,027 till 0,032 %) Under de senaste tre decennierna har dessa utsläppshastigheter ökat markant. Med sådana hastigheter kommer mängden koldioxid i atmosfären att vara minst 0,05 % år 2000.

2. Driften av termiska kraftverk, när surt regn bildas vid förbränning av högsvavligt kol till följd av utsläpp av svaveldioxid och eldningsolja.

3. Avgaser från moderna turbojetflygplan med kväveoxider och gasformiga fluorkolväten från aerosoler, som kan skada atmosfärens ozonskikt (ozonosfären).

4. Produktionsverksamhet.

5. Förorening med suspenderade partiklar (vid krossning, packning och lastning, från pannhus, kraftverk, gruvschakt, stenbrott vid eldning av sopor).

6. Företagens utsläpp av olika gaser.

7. Förbränning av bränsle i fakkelugnar, vilket resulterar i bildandet av den mest massiva föroreningen - kolmonoxid.

8. Bränsleförbränning i pannor och fordonsmotorer, åtföljd av bildning av kväveoxider, som orsakar smog.

9. Ventilationsemissioner (gruvschakt).

10. Ventilationsemissioner med för hög ozonkoncentration från rum med högenergianläggningar (acceleratorer, ultravioletta källor och kärnreaktorer) vid MPC i arbetsrum på 0,1 mg/m3. I stora mängder är ozon en mycket giftig gas.

Under bränsleförbränningsprocesser inträffar den mest intensiva föroreningen av atmosfärens ytskikt i megastäder och stora städer, industricentra på grund av den breda distributionen av fordon, värmekraftverk, pannhus och andra kraftverk som drivs med kol, eldningsolja, dieselbränsle, naturgas och bensin. Fordonens bidrag till den totala luftföroreningen här når 40-50 %. En kraftfull och extremt farlig faktor för luftföroreningar är katastrofer vid kärnkraftverk (Tjernobylolyckan) och provning av kärnvapen i atmosfären. Detta beror både på den snabba spridningen av radionuklider över långa avstånd och på den långsiktiga karaktären av kontamineringen av territoriet.

Den höga faran för kemiska och biokemiska industrier ligger i risken för oavsiktliga utsläpp av extremt giftiga ämnen i atmosfären, samt mikrober och virus som kan orsaka epidemier bland befolkningen och djuren.

För närvarande finns många tiotusentals föroreningar av antropogent ursprung i ytatmosfären. På grund av den fortsatta tillväxten av industri- och jordbruksproduktionen uppstår nya kemiska föreningar, inklusive mycket giftiga. De främsta antropogena luftföroreningarna, förutom stora mängder oxider av svavel, kväve, kol, damm och sot, är komplexa organiska, klororganiska och nitroföreningar, konstgjorda radionuklider, virus och mikrober. De farligaste är dioxin, bens (a) pyren, fenoler, formaldehyd och koldisulfid, som är utbredda i Rysslands luftbassäng. Fasta suspenderade partiklar representeras huvudsakligen av sot, kalcit, kvarts, hydromica, kaolinit, fältspat, mindre ofta sulfater, klorider. Oxider, sulfater och sulfiter, sulfider av tungmetaller samt legeringar och metaller i naturlig form hittades i snödamm med specialutvecklade metoder.

I Västeuropa prioriteras 28 särskilt farliga kemiska grundämnen, föreningar och deras grupper. Gruppen av organiska ämnen inkluderar akryl, nitril, bensen, formaldehyd, styren, toluen, vinylklorid, oorganiska - tungmetaller (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), gaser (kolmonoxid, vätesulfid). , kväveoxider och svavel, radon, ozon), asbest. Bly och kadmium är övervägande giftiga. Koldisulfid, vätesulfid, styren, tetrakloretan, toluen har en intensiv obehaglig lukt. Slaggloria av svavel- och kväveoxider sträcker sig över långa avstånd. Ovanstående 28 luftföroreningar ingår i det internationella registret över potentiellt giftiga kemikalier.

De främsta luftföroreningarna inomhus är damm och tobaksrök, kolmonoxid och koldioxid, kvävedioxid, radon och tungmetaller, insekticider, deodoranter, syntetiska rengöringsmedel, drogaerosoler, mikrober och bakterier. Japanska forskare har visat att bronkialastma kan associeras med förekomsten av husfästingar i luften i bostäder.

Atmosfären kännetecknas av extremt hög dynamik, på grund av både den snabba rörelsen av luftmassor i laterala och vertikala riktningar, och höga hastigheter, en mängd olika fysiska och kemiska reaktioner som förekommer i den. Atmosfären ses nu som en enorm "kemisk kittel" som påverkas av många och varierande antropogena och naturliga faktorer. Gaser och aerosoler som släpps ut i atmosfären är mycket reaktiva. Damm och sot som genereras vid förbränning av bränsle absorberar skogsbränder tungmetaller och radionuklider och kan, när de avsätts på ytan, förorena stora områden och komma in i människokroppen genom andningsorganen.

Tendensen till gemensam ansamling av bly och tenn i fasta suspenderade partiklar i ytatmosfären i det europeiska Ryssland har avslöjats; krom, kobolt och nickel; strontium, fosfor, skandium, sällsynta jordartsmetaller och kalcium; beryllium, tenn, niob, volfram och molybden; litium, beryllium och gallium; barium, zink, mangan och koppar. Höga koncentrationer av tungmetaller i snödamm beror både på närvaron av deras mineralfaser som bildas vid förbränning av kol, eldningsolja och andra bränslen, och sorptionen av sot, lerpartiklar av gasformiga föreningar såsom tennhalogenider.

"Livstiden" för gaser och aerosoler i atmosfären varierar inom ett mycket brett intervall (från 1 - 3 minuter till flera månader) och beror främst på deras kemiska storleksstabilitet (för aerosoler) och närvaron av reaktiva komponenter (ozon, väte) peroxid, etc.). .).

Att uppskatta och ännu mer prognostisera tillståndet för ytatmosfären är ett mycket komplext problem. I dagsläget bedöms hennes tillstånd främst enligt det normativa synsättet. MPC-värden för giftiga kemikalier och andra vanliga luftkvalitetsindikatorer finns i många referensböcker och riktlinjer. I sådana riktlinjer för Europa beaktas, förutom toxiciteten hos föroreningar (cancerframkallande, mutagena, allergena och andra effekter), deras förekomst och förmåga att ackumuleras i människokroppen och näringskedjan. Bristerna i det normativa tillvägagångssättet är opålitligheten hos de accepterade MPC-värdena och andra indikatorer på grund av den dåliga utvecklingen av deras empiriska observationsbas, bristen på hänsyn till de kombinerade effekterna av föroreningar och plötsliga förändringar i ytskiktets tillstånd av atmosfären i tid och rum. Det finns få stationära stolpar för övervakning av luftbassängen, och de tillåter inte en adekvat bedömning av dess tillstånd i stora industri- och stadscentra. Nålar, lavar och mossor kan användas som indikatorer på den kemiska sammansättningen av ytatmosfären. I det inledande skedet av att avslöja centra för radioaktiv förorening i samband med Tjernobylolyckan, studerades tallbarr, som har förmågan att ackumulera radionuklider i luften. Rodnad av barrträd i barrträd under perioder av smog i städer är allmänt känt.

Den mest känsliga och pålitliga indikatorn på tillståndet i ytatmosfären är snötäcket, som avsätter föroreningar under en relativt lång tidsperiod och gör det möjligt att bestämma platsen för källor till damm och gasutsläpp med hjälp av en uppsättning indikatorer. Snöfall innehåller föroreningar som inte fångas upp av direkta mätningar eller beräknade data om damm- och gasutsläpp.

En av de lovande riktningarna för att bedöma tillståndet för ytatmosfären i stora industri- och stadsområden är flerkanals fjärranalys. Fördelen med denna metod ligger i förmågan att karakterisera stora områden snabbt, upprepade gånger och på samma sätt. Hittills har metoder utvecklats för att uppskatta innehållet av aerosoler i atmosfären. Utvecklingen av vetenskapliga och tekniska framsteg gör att vi kan hoppas på utveckling av sådana metoder i förhållande till andra föroreningar.

Prognosen för ytatmosfärens tillstånd utförs på basis av komplexa data. Dessa inkluderar i första hand resultaten av övervakningsobservationer, mönstren för migration och omvandling av föroreningar i atmosfären, egenskaperna hos antropogena och naturliga föroreningsprocesser av luftbassängen i studieområdet, inverkan av meteorologiska parametrar, lättnad och andra faktorer på fördelningen av föroreningar i miljön. För detta ändamål utvecklas heuristiska modeller av förändringar i ytatmosfären i tid och rum för en viss region. Den största framgången med att lösa detta komplexa problem har uppnåtts för de områden där kärnkraftverk finns. Slutresultatet av att tillämpa sådana modeller är en kvantitativ bedömning av risken för luftföroreningar och en bedömning av dess acceptans ur samhällsekonomisk synvinkel.

Kemisk förorening av atmosfären

Luftföroreningar ska förstås som en förändring av dess sammansättning när föroreningar av naturligt eller antropogent ursprung kommer in. Det finns tre typer av föroreningar: gaser, damm och aerosoler. De senare inkluderar dispergerade fasta partiklar som släpps ut i atmosfären och suspenderats i den under lång tid.

De främsta luftföroreningarna inkluderar koldioxid, kolmonoxid, svavel och kvävedioxid, samt små gaskomponenter som kan påverka temperaturregimen i troposfären: kvävedioxid, halocarbons (freoner), metan och troposfäriskt ozon.

Det huvudsakliga bidraget till den höga nivån av luftföroreningar görs av företag inom järn- och icke-järnmetallurgi, kemi och petrokemi, byggindustri, energi-, massa- och pappersindustri och i vissa städer pannhus.

Föroreningskällor - värmekraftverk, som tillsammans med rök släpper ut svaveldioxid och koldioxid i luften, metallurgiska företag, särskilt icke-järnmetallurgi, som släpper ut kväveoxider, vätesulfid, klor, fluor, ammoniak, fosforföreningar, partiklar och föreningar av kvicksilver och arsenik i luften; kemiska och cementfabriker. Skadliga gaser kommer in i luften till följd av bränsleförbränning för industriella behov, uppvärmning av hem, transport, förbränning och bearbetning av hushålls- och industriavfall.

Atmosfäriska föroreningar delas in i primära, som kommer direkt in i atmosfären, och sekundära, till följd av omvandlingen av den senare. Så svaveldioxid som kommer in i atmosfären oxideras till svavelsyraanhydrid, som interagerar med vattenånga och bildar droppar av svavelsyra. När svavelsyraanhydrid reagerar med ammoniak bildas ammoniumsulfatkristaller. På liknande sätt, som ett resultat av kemiska, fotokemiska, fysikalisk-kemiska reaktioner mellan föroreningar och atmosfäriska komponenter, bildas andra sekundära tecken. Den huvudsakliga källan till pyrogena föroreningar på planeten är termiska kraftverk, metallurgiska och kemiska företag, pannanläggningar, som förbrukar mer än 170% av de årligen producerade fasta och flytande bränslena.

Bilutsläppen står för en stor del av luftföroreningarna. Nu körs cirka 500 miljoner bilar på jorden, och år 2000 förväntas deras antal öka till 900 miljoner. 1997 kördes 2400 tusen bilar i Moskva, med standarden 800 tusen bilar på befintliga vägar.

För närvarande står vägtransporter för mer än hälften av alla skadliga utsläpp till miljön, som är den främsta källan till luftföroreningar, särskilt i storstäder. I genomsnitt, med en körning på 15 tusen km per år, bränner varje bil 2 ton bränsle och cirka 26 - 30 ton luft, inklusive 4,5 ton syre, vilket är 50 gånger mer än människans behov. Samtidigt släpper bilen ut i atmosfären (kg / år): kolmonoxid - 700, kvävedioxid - 40, oförbrända kolväten - 230 och fasta ämnen - 2 - 5. Dessutom släpps många blyföreningar ut på grund av användningen av mestadels blyhaltig bensin.

Observationer har visat att i hus som ligger nära huvudvägen (upp till 10 m) får invånarna cancer 3-4 gånger oftare än i hus som ligger 50 m från vägen.Transporter förgiftar även vattendrag, jord och växter.

Giftiga utsläpp från förbränningsmotorer (ICE) är avgaser och vevhusgaser, bränsleångor från förgasaren och bränsletanken. Huvuddelen av giftiga föroreningar kommer in i atmosfären med avgaserna från förbränningsmotorer. Med vevhusgaser och bränsleångor kommer cirka 45 % av kolvätena av deras totala utsläpp ut i atmosfären.

Mängden skadliga ämnen som kommer in i atmosfären som en del av avgaserna beror på fordonens allmänna tekniska skick och i synnerhet på motorn - källan till den största föroreningen. Så om förgasarjusteringen överträds ökar kolmonoxidutsläppen med 4 ... 5 gånger. Användningen av blyhaltig bensin, som har blyföreningar i sin sammansättning, orsakar luftföroreningar med mycket giftiga blyföreningar. Cirka 70 % av blyet som tillsätts bensin med etylvätska kommer ut i atmosfären med avgaser i form av föreningar, varav 30 % lägger sig på marken direkt efter skärningen av bilens avgasrör, 40 % finns kvar i atmosfären. En medeltung lastbil släpper ut 2,5...3 kg bly per år. Koncentrationen av bly i luften beror på blyhalten i bensin.

Det är möjligt att utesluta att mycket giftiga blyföreningar tränger in i atmosfären genom att ersätta blyad bensin med blyfri.

Avgaser från gasturbinmotorer innehåller sådana giftiga komponenter som kolmonoxid, kväveoxider, kolväten, sot, aldehyder etc. Innehållet av giftiga komponenter i förbränningsprodukter beror avsevärt på motorns driftläge. Höga koncentrationer av kolmonoxid och kolväten är typiska för gasturbinframdrivningssystem (GTPU) vid reducerade lägen (under tomgång, taxning, närmar sig flygplatsen, landning), medan halten av kväveoxider ökar avsevärt vid drift i lägen nära nominell ( start, klättring, flygläge).

Det totala utsläppet av giftiga ämnen till atmosfären från flygplan med gasturbinmotorer växer ständigt, vilket beror på en ökning av bränsleförbrukningen upp till 20...30 t/h och en stadig ökning av antalet flygplan i drift. Inverkan av GTDU på ozonskiktet och ackumuleringen av koldioxid i atmosfären noteras.

GGDU-utsläpp har störst påverkan på levnadsförhållandena på flygplatser och områden i anslutning till teststationer. Jämförande data om utsläpp av skadliga ämnen på flygplatser tyder på att intäkterna från gasturbinmotorer till ytskiktet av atmosfären är, i %: kolmonoxid - 55, kväveoxider - 77, kolväten - 93 och aerosol - 97. Resten av utsläppen släpper ut markfordon med förbränningsmotorer.

Luftföroreningar från fordon med raketframdrivningssystem sker huvudsakligen under deras drift före uppskjutning, under start, under marktester under deras tillverkning eller efter reparation, under lagring och transport av bränsle. Sammansättningen av förbränningsprodukter under driften av sådana motorer bestäms av sammansättningen av bränslekomponenterna, förbränningstemperaturen och processerna för dissociation och rekombination av molekyler. Mängden förbränningsprodukter beror på kraften (dragkraften) hos framdrivningssystem. Vid förbränning av fasta bränslen släpps vattenånga, koldioxid, klor, saltsyraånga, kolmonoxid, kväveoxid och Al2O3 fasta partiklar med en medelstorlek på 0,1 mikron (ibland upp till 10 mikron) ut från förbränningskammaren.

Vid uppskjutning påverkar raketmotorer inte bara ytskiktet av atmosfären negativt, utan också yttre rymden, och förstör jordens ozonskikt. Omfattningen av förstörelsen av ozonskiktet bestäms av antalet uppskjutningar av raketsystem och intensiteten av flygningar av överljudsflygplan.

I samband med utvecklingen av flyg- och raketteknik, samt den intensiva användningen av flygplan och raketmotorer i andra sektorer av samhällsekonomin, har det totala utsläppet av skadliga föroreningar till atmosfären ökat avsevärt. Dessa motorer står dock fortfarande för inte mer än 5 % av de giftiga ämnen som kommer in i atmosfären från fordon av alla typer.

Atmosfärisk luft är en av de viktigaste delarna av miljön.

Lagen "O6 för skydd av atmosfärisk luft" täcker heltäckande problemet. Han sammanfattade de krav som utvecklats under tidigare år och motiverade sig i praktiken. Till exempel införandet av regler som förbjuder driftsättning av produktionsanläggningar (nyskapade eller rekonstruerade) om de blir källor till föroreningar eller andra negativa effekter på den atmosfäriska luften under drift. Reglerna om reglering av högsta tillåtna koncentrationer av föroreningar i atmosfärens luft utvecklades ytterligare.

Den statliga sanitära lagstiftningen endast för atmosfärisk luft fastställde MPC för de flesta kemikalier med isolerad verkan och för deras kombinationer.

Hygienstandarder är ett statligt krav för företagsledare. Deras genomförande bör övervakas av de statliga sanitära tillsynsorganen vid hälsoministeriet och den statliga kommittén för ekologi.

Av stor betydelse för det sanitära skyddet av atmosfärisk luft är identifieringen av nya källor till luftföroreningar, redovisning av designade, under uppbyggnad och rekonstruerade anläggningar som förorenar atmosfären, kontroll över utvecklingen och genomförandet av översiktsplaner för städer, städer och industrier. centra när det gäller lokalisering av industriföretag och sanitära skyddszoner.

Lagen "Om skydd av atmosfärisk luft" föreskriver kraven för att fastställa standarder för maximalt tillåtna utsläpp av föroreningar till atmosfären. Sådana standarder fastställs för varje stationär föroreningskälla, för varje modell av fordon och andra mobila fordon och installationer. De bestäms på ett sådant sätt att de totala skadliga utsläppen från alla föroreningskällor i ett givet område inte överstiger MPC-normerna för föroreningar i luften. Högsta tillåtna utsläpp ställs endast in med hänsyn till de högsta tillåtna koncentrationerna.

Kraven i lagen om användning av växtskyddsmedel, mineralgödsel och andra preparat är mycket viktiga. Alla lagstiftningsåtgärder utgör ett förebyggande system som syftar till att förhindra luftföroreningar.

Lagen ger inte bara kontroll över uppfyllandet av dess krav, utan också ansvar för deras överträdelse. En särskild artikel definierar offentliga organisationers och medborgares roll i genomförandet av åtgärder för att skydda luftmiljön, ålägger dem att aktivt bistå statliga organ i dessa frågor, eftersom endast ett brett allmänhetens deltagande kommer att göra det möjligt att genomföra bestämmelserna i denna lag. Därmed står det att staten lägger stor vikt vid bevarandet av det gynnsamma tillståndet för atmosfärisk luft, dess återställande och förbättring för att säkerställa de bästa livsvillkoren för människor - deras arbete, liv, rekreation och hälsoskydd.

Företag eller deras separata byggnader och strukturer, vars tekniska processer är en källa till utsläpp av skadliga och obehagligt luktande ämnen i den atmosfäriska luften, är separerade från bostadshus av sanitära skyddszoner. Den sanitära skyddszonen för företag och anläggningar kan utökas, om nödvändigt och korrekt motiverat, med högst 3 gånger, beroende på följande skäl: a) effektiviteten hos metoderna för rening av utsläpp till atmosfären som tillhandahålls eller är möjliga att genomföra; b) brist på sätt att rena utsläppen; c) placering av bostadshus, om nödvändigt, på läsidan i förhållande till företaget i zonen för möjliga luftföroreningar; d) vindrosor och andra ogynnsamma lokala förhållanden (till exempel frekventa lugn och dimma); e) konstruktion av nya, fortfarande otillräckligt studerade, hälsoskadliga industrier.

Storlekar på sanitära skyddszoner för enskilda grupper eller komplex av stora företag inom kemi-, oljeraffinerings-, metallurgisk-, maskinbyggnads- och andra industrier, samt värmekraftverk med utsläpp som skapar stora koncentrationer av olika skadliga ämnen i luften och har en särskilt negativ effekt på hälsa och sanitär - hygieniska levnadsförhållanden för befolkningen fastställs i varje specifikt fall genom ett gemensamt beslut av hälsoministeriet och Rysslands Gosstroy.

För att öka effektiviteten hos sanitära skyddszoner planteras träd, buskar och örtartad vegetation på deras territorium, vilket minskar koncentrationen av industridamm och gaser. I de sanitära skyddszonerna för företag som intensivt förorenar den atmosfäriska luften med gaser som är skadliga för vegetationen, bör de mest gasresistenta träden, buskarna och gräset odlas, med hänsyn till graden av aggressivitet och koncentration av industriella utsläpp. Särskilt skadliga för vegetationen är utsläpp från kemisk industri (svavel- och svavelsyraanhydrid, svavelväte, svavelsyra, salpetersyra, fluorsyra och bromsyror, klor, fluor, ammoniak etc.), järn- och icke-järnmetallurgi, kol- och värmekraftsindustrier.

2. Hydrosfär

Vatten har alltid ockuperat och kommer att fortsätta att inta en särställning bland jordens naturresurser. Detta är den viktigaste naturresursen, eftersom den först och främst är nödvändig för livet för en person och varje levande varelse. Vatten används av människan inte bara i vardagen, utan även inom industri och jordbruk.

Vattenmiljön, som omfattar yt- och grundvatten, kallas hydrosfären. Ytvatten är huvudsakligen koncentrerat i världshavet, som innehåller cirka 91 % av allt vatten på jorden. Vattnet i havet (94%) och under jorden är salt. Mängden sötvatten är 6 % av det totala vattnet på jorden, och en mycket liten del av det finns tillgängligt på platser som är lättillgängliga för utvinning. Det mesta av sötvattnet finns i snö, sötvattenisberg och glaciärer (1,7 %), huvudsakligen belägna i regionerna i den södra polcirkeln, såväl som djupt under jorden (4 %).

För närvarande använder mänskligheten 3,8 tusen kubikmeter. km. vatten årligen, och förbrukningen kan ökas till högst 12 tusen kubikmeter. km. Med nuvarande tillväxttakt i vattenförbrukningen kommer detta att räcka under de kommande 25-30 åren. Pumpningen av grundvatten leder till sättningar av jord och byggnader och en minskning av grundvattennivåerna med tiotals meter.

Vatten har stor betydelse i industri- och jordbruksproduktion. Det är välkänt att det är nödvändigt för människans vardagliga behov, alla växter och djur. För många levande varelser fungerar den som en livsmiljö.

Tillväxten av städer, den snabba utvecklingen av industrin, intensifieringen av jordbruket, den betydande utbyggnaden av bevattnad mark, förbättringen av kultur- och levnadsvillkoren och en rad andra faktorer komplicerar problemen med vattenförsörjningen alltmer.

Varje invånare på jorden förbrukar i genomsnitt 650 kubikmeter. m vatten per år (1780 liter per dag). För att möta fysiologiska behov räcker det dock med 2,5 liter per dag, d.v.s. ca 1 cu. m per år. En stor mängd vatten krävs för jordbruket (69 %) främst för bevattning; 23 % av vattnet konsumeras av industrin; 6 % spenderas i vardagen.

Med hänsyn till behoven av vatten för industri och jordbruk är vattenförbrukningen i vårt land från 125 till 350 liter per dag per person (i St Petersburg 450 liter, i Moskva - 400 liter).

I utvecklade länder har varje invånare 200-300 liter vatten per dag. Samtidigt har 60 % av marken inte tillräckligt med färskvatten. En fjärdedel av mänskligheten (cirka 1,5 miljoner människor) saknar det, och ytterligare 500 miljoner lider av brist på och dålig kvalitet på dricksvatten, vilket leder till tarmsjukdomar.

Det mesta av vattnet efter användning för hushållsbehov återförs till floderna i form av avloppsvatten.

Syftet med arbetet: att överväga de huvudsakliga källorna och typerna av förorening av hydrosfären, samt metoder för rening av avloppsvatten.

Färskvattenbrist håller redan på att bli ett globalt problem. Industrins och jordbrukets ständigt ökande behov av vatten tvingar alla länder, världens vetenskapsmän att leta efter olika sätt att lösa detta problem.

I det nuvarande skedet bestäms följande områden för rationell användning av vattenresurser: mer fullständig användning och utökad reproduktion av färskvattenresurser; utveckling av nya tekniska processer för att förhindra förorening av vattendrag och minimera konsumtionen av sötvatten.

Strukturen av jordens hydrosfär

Hydrosfären är jordens vattenskal. Det inkluderar: yt- och grundvatten, som direkt eller indirekt tillhandahåller den vitala aktiviteten hos levande organismer, såväl som vatten som faller i form av nederbörd. Vatten upptar den dominerande delen av biosfären. Av de 510 miljoner km2 av jordens totala yta står världshavet för 361 miljoner km2 (71%). Havet är den huvudsakliga mottagaren och ackumulatorn av solenergi, eftersom vatten har en hög värmeledningsförmåga. De huvudsakliga fysikaliska egenskaperna hos ett vattenhaltigt medium är dess densitet (800 gånger högre än luftdensitet) och viskositet (55 gånger högre än luft). Dessutom kännetecknas vatten av rörlighet i rymden, vilket hjälper till att upprätthålla den relativa homogeniteten av fysiska och kemiska egenskaper. Vattenförekomster kännetecknas av temperaturskiktning, d.v.s. förändring av vattentemperaturen med djupet. Temperaturregimen har betydande dagliga, säsongsbetonade, årliga fluktuationer, men i allmänhet är dynamiken för vattentemperaturfluktuationer mindre än luftens. Ljusregimen för vatten under ytan bestäms av dess transparens (turbiditet). Fotosyntesen av bakterier, växtplankton och högre växter beror på dessa egenskaper, och följaktligen ackumuleringen av organiskt material, vilket är möjligt endast inom den eufoniska zonen, dvs. i det skikt där syntesprocesserna råder över andningsprocesserna. Grumlighet och transparens beror på innehållet av suspenderade ämnen av organiskt och mineraliskt ursprung i vatten. Av de viktigaste abiotiska faktorerna för levande organismer i vattenkroppar bör man notera vattnets salthalt - innehållet av lösta karbonater, sulfater och klorider i det. Det finns få av dem i sötvatten, och karbonater dominerar (upp till 80%). I havsvatten dominerar klorider och i viss mån sulfater. Nästan alla element i det periodiska systemet, inklusive metaller, är lösta i havsvatten. En annan egenskap hos vattnets kemiska egenskaper är förknippad med närvaron av löst syre och koldioxid i det. Syre, som går till andningen av vattenlevande organismer, är särskilt viktigt. Den vitala aktiviteten och fördelningen av organismer i vatten beror på koncentrationen av vätejoner (pH). Alla invånare i vattnet - hydrobionter har anpassat sig till en viss nivå av pH: vissa föredrar en sur, andra - alkalisk och andra - en neutral miljö. En förändring av dessa egenskaper, främst till följd av industriell påverkan, leder till att vattenlevande organismer dör eller att vissa arter ersätts med andra.

De huvudsakliga typerna av förorening av hydrosfären.

Förorening av vattenresurser förstås som alla förändringar i de fysiska, kemiska och biologiska egenskaperna hos vatten i reservoarer på grund av utsläpp av flytande, fasta och gasformiga ämnen i dem, som orsakar eller kan skapa olägenheter, vilket gör vattnet i dessa reservoarer farligt för användning, vilket orsakar skada på den nationella ekonomin, hälsan och den allmänna säkerheten. Föroreningskällor är föremål från vilka släpper ut eller på annat sätt kommer in i vattenförekomster av skadliga ämnen som försämrar kvaliteten på ytvatten, begränsar deras användning och även negativt påverkar tillståndet i botten- och kustvattenförekomsterna.

De huvudsakliga källorna till förorening och igensättning av vattendrag är otillräckligt behandlat avloppsvatten från industriella och kommunala företag, stora boskapskomplex, produktionsavfall från utveckling av malmmineraler; vattengruvor, gruvor, bearbetning och legering av timmer; vatten- och järnvägstransporter; primäravfall från linbearbetning, bekämpningsmedel etc. Föroreningar, som kommer in i naturliga vattenkroppar, leder till kvalitativa förändringar i vattnet, som huvudsakligen manifesteras i en förändring av vattnets fysiska egenskaper, särskilt uppkomsten av obehagliga lukter, smaker etc.); för att ändra den kemiska sammansättningen av vatten, i synnerhet utseendet av skadliga ämnen i det, närvaron av flytande ämnen på vattenytan och deras avsättning på botten av reservoarer.

Fenol är en ganska skadlig förorening av industrivatten. Det finns i avloppsvattnet från många petrokemiska anläggningar. Samtidigt reduceras de biologiska processerna i reservoarer, processen för deras självrening, kraftigt, vattnet får en specifik lukt av karbolsyra.

Livslängden för befolkningen av reservoarer påverkas negativt av avloppsvatten från massa- och pappersindustrin. Oxidation av trämassa åtföljs av absorption av en betydande mängd syre, vilket leder till döden av ägg, yngel och vuxen fisk. Fibrer och andra olösliga ämnen täpper till vatten och försämrar dess fysikaliska och kemiska egenskaper. Från ruttnande trä och bark släpps olika tanniner ut i vattnet. Harts och andra extraktiva produkter sönderdelas och absorberar mycket syre, vilket orsakar fiskdöd, särskilt ungfisk och ägg. Dessutom täpper mullvadslegeringar kraftigt till floder, och drivved täpper ofta till deras botten helt, vilket berövar fisken lekplatser och matplatser.

Olja och oljeprodukter är för närvarande de viktigaste föroreningarna i inre vatten, vatten och hav, Världshavet. När de kommer in i vattenkroppar skapar de olika former av föroreningar: en oljefilm som flyter på vattnet, oljeprodukter lösta eller emulgerade i vatten, tunga fraktioner som har lagt sig på botten, etc. Detta hindrar processerna för fotosyntes i vatten på grund av att tillgången till solljus upphör och orsakar också döden av växter och djur. Samtidigt förändras lukten, smaken, färgen, ytspänningen, vattnets viskositet, mängden syre minskar, skadliga organiska ämnen uppstår, vatten får giftiga egenskaper och utgör ett hot inte bara för människor. 12 g olja gör ett ton vatten olämpligt för konsumtion. Varje ton olja skapar en oljefilm på en yta på upp till 12 kvadratmeter. km. Återställande av påverkade ekosystem tar 10-15 år.

Kärnkraftverk förorenar floder med radioaktivt avfall. Radioaktiva ämnen koncentreras av de minsta planktoniska mikroorganismerna och fiskarna, sedan överförs de längs näringskedjan till andra djur. Det har konstaterats att radioaktiviteten hos invånare i plankton är tusentals gånger högre än vattnet de lever i.

Avloppsvatten med ökad radioaktivitet (100 curies per 1 liter eller mer) ska deponeras i underjordiska avloppsfria pooler och speciella tankar.

Befolkningsökning, utbyggnad av gamla och framväxten av nya städer har avsevärt ökat flödet av hushållsavloppsvatten till inre vatten. Dessa avloppsvatten har blivit en källa till förorening av floder och sjöar med patogena bakterier och helminter. Syntetiska tvättmedel som ofta används i vardagen förorenar vatten i ännu större utsträckning. De används också i stor utsträckning inom industri och jordbruk. De kemikalier som finns i dem, som kommer in i floder och sjöar med avloppsvatten, har en betydande inverkan på den biologiska och fysiska regimen för vattenförekomster. Som ett resultat minskar vattnets förmåga att mätta med syre, och aktiviteten hos bakterier som mineraliserar organiska ämnen förlamas.

Föroreningen av vattendrag med bekämpningsmedel och mineralgödsel, som kommer från fälten tillsammans med strömmar av regn och smältvatten, orsakar allvarlig oro. Som ett resultat av forskning har det till exempel visat sig att insekticider som finns i vatten i form av suspensioner löser sig i oljeprodukter som förorenar floder och sjöar. Denna interaktion leder till en betydande försvagning av vattenväxternas oxidativa funktioner. När de hamnar i vattendrag ackumuleras bekämpningsmedel i plankton, bentos, fiskar, och genom näringskedjan kommer de in i människokroppen och påverkar både enskilda organ och kroppen som helhet.

I samband med intensifieringen av djurhållningen gör sig avloppsvatten från företagen inom denna gren av jordbruket alltmer påtagliga.

Avloppsvatten som innehåller vegetabiliska fibrer, animaliska och vegetabiliska fetter, fekalier, frukt- och grönsaksrester, avfall från läder- och massa- och pappersindustrin, socker och bryggerier, kött- och mejeri-, konserv- och konfektyrindustrin är orsaken till organisk förorening av vattendrag. .

I avloppsvatten finns vanligtvis cirka 60 % av ämnen av organiskt ursprung, biologiska (bakterier, virus, svampar, alger) föroreningar i kommunala, medicinska och sanitära vatten och avfall från läder- och ulltvättföretag tillhör samma ekologiska kategori.

Ett allvarligt miljöproblem är att det vanliga sättet att använda vatten för att absorbera värme i termiska kraftverk är att direkt pumpa färskt sjö- eller flodvatten genom en kylare och sedan återföra det till naturliga reservoarer utan förkylning. Ett kraftverk på 1000 MW kräver en sjö med en yta på 810 hektar och ett djup på cirka 8,7 m.

Kraftverk kan höja vattnets temperatur med 5-15 C jämfört med miljön. Under naturliga förhållanden, med långsamma ökningar eller minskningar av temperaturen, anpassar sig fiskar och andra vattenlevande organismer gradvis till förändringar i omgivningstemperaturen. Men om, som ett resultat av utsläppet av heta avloppsvatten från industriföretag i floder och sjöar, en ny temperaturregim snabbt etableras, finns det inte tillräckligt med tid för acklimatisering, levande organismer får en värmechock och dör.

Värmechock är det extrema resultatet av termisk förorening. Utsläpp av uppvärmt avlopp i vattendrag kan få andra, mer lömska konsekvenser. En av dem är effekten på metaboliska processer.

Som ett resultat av en ökning av vattentemperaturen minskar syrehalten i det, medan behovet av det av levande organismer ökar. Det ökade behovet av syre, dess brist orsakar allvarlig fysiologisk stress och till och med dödsfall. Konstgjord uppvärmning av vatten kan avsevärt förändra fiskens beteende - orsaka otidig lek, stör migration

En ökning av vattentemperaturen kan störa strukturen i reservoarfloran. Algerna som är karakteristiska för kallt vatten ersätts av mer termofila och slutligen, vid höga temperaturer ersätts de helt av dem, medan gynnsamma förhållanden uppstår för massutveckling av blågröna alger i reservoarer - den så kallade "vattenblomningen" . Alla ovanstående konsekvenser av termisk förorening av vattendrag orsakar stor skada på naturliga ekosystem och leder till en skadlig förändring i den mänskliga miljön. Skador till följd av termisk förorening kan delas in i: - ekonomiska (förluster på grund av en minskning av produktiviteten hos vattenförekomster, kostnaden för att eliminera konsekvenserna av föroreningar); sociala (estetiska skador från landskapsförstöring); miljö (irreversibel förstörelse av unika ekosystem, utrotning av arter, genetiska skador).

Vägen som gör det möjligt för människor att undvika den ekologiska återvändsgränden är nu klar. Dessa är icke-avfalls- och lågavfallsteknologier, omvandlingen av avfall till användbara resurser. Men det kommer att ta decennier att föra idén till liv.

Reningsmetoder för avloppsvatten

Rening av avloppsvatten är rening av avloppsvatten för att förstöra eller avlägsna skadliga ämnen från det. Rengöringsmetoder kan delas in i mekaniska, kemiska, fysikalisk-kemiska och biologiska.

Kärnan i den mekaniska metoden

rening består i att befintliga föroreningar avlägsnas från avloppsvattnet genom sedimentering och filtrering. Mekanisk behandling gör att du kan isolera upp till 60-75% av olösliga föroreningar från hushållsavloppsvatten och upp till 95% från industriellt avloppsvatten, av vilka många (som värdefulla material) används i produktionen.

Den kemiska metoden består i att olika kemiska reagenser tillsätts avloppsvattnet, som reagerar med föroreningar och fäller ut dem i form av olösliga fällningar. Kemisk rengöring ger en minskning av olösliga föroreningar upp till 95 % och lösliga föroreningar upp till 25 %.

Med den fysikalisk-kemiska metoden

Rening av avloppsvatten tar bort fint dispergerade och lösta oorganiska föroreningar och förstör organiska och dåligt oxiderade ämnen. Av de fysikalisk-kemiska metoderna används oftast koagulering, oxidation, sorption, extraktion etc. samt elektrolys. Elektrolys är destruktion av organiskt material i avloppsvatten och utvinning av metaller, syror och andra oorganiska ämnen genom flödet av elektrisk ström. Rening av avloppsvatten med elektrolys är effektivt i bly- och kopparverk, inom färg- och lackindustrin.

Avloppsvatten behandlas också med ultraljud, ozon, jonbytarhartser och högtryck. Rengöring genom klorering har visat sig väl.

Bland reningsmetoderna för avloppsvatten bör en biologisk metod baserad på användningen av lagarna för biokemisk självrening av floder och andra vattenförekomster spela en viktig roll. Olika typer av biologiska anordningar används: biofilter, biologiska dammar etc. I biofilter leds avloppsvatten genom ett lager av grovkornigt material täckt med en tunn bakteriefilm. Tack vare denna film fortskrider processerna för biologisk oxidation intensivt.

I biologiska dammar deltar alla organismer som bor i reservoaren i avloppsvattenrening. Före biologisk rening utsätts avloppsvatten för mekanisk rening, och efter biologisk (för att avlägsna patogena bakterier) och kemisk rening, klorering med flytande klor eller blekmedel. För desinfektion används även andra fysikaliska och kemiska metoder (ultraljud, elektrolys, ozonering etc.). Den biologiska metoden ger bäst resultat vid behandling av kommunalt avfall, samt avfall från oljeraffinaderier, massa- och pappersindustrin samt produktion av konstfiber.

För att minska föroreningarna av hydrosfären är det önskvärt att återanvända i slutna, resursbesparande, avfallsfria processer inom industrin, droppbevattning inom jordbruket och ekonomisk användning av vatten i produktionen och hemma.

3. Litosfär

Perioden från 1950 till idag kallas den vetenskapliga och tekniska revolutionens period. I slutet av 1900-talet skedde enorma förändringar inom tekniken, nya kommunikationsmedel och informationsteknik dök upp, vilket dramatiskt förändrade möjligheterna att utbyta information och förde samman de mest avlägsna punkterna på planeten. Världen förändras bokstavligen snabbt framför våra ögon, och mänskligheten i sina handlingar hänger inte alltid med i dessa förändringar.

Miljöproblem uppstod inte av sig själva. Detta är resultatet av civilisationens naturliga utveckling, där de tidigare formulerade reglerna för mänskligt beteende i deras relationer med miljön och inom det mänskliga samhället, som stödde en hållbar tillvaro, kom i konflikt med de nya villkor som skapats av vetenskapliga och tekniska framsteg. . I de nya förhållandena är det nödvändigt att forma både nya uppföranderegler och en ny moral, med hänsyn till all naturvetenskaplig kunskap. Den största svårigheten, som avgör mycket för att lösa miljöproblem, är fortfarande den otillräckliga oro för det mänskliga samhället som helhet och många av dess ledare med problemen med miljövård.

Litosfären, dess struktur

Människan existerar i ett visst utrymme, och huvudkomponenten i detta utrymme är jordens yta - litosfärens yta.

Litosfären kallas jordens fasta skal, som består av jordskorpan och lagret av den övre manteln som ligger under jordskorpan. Avståndet mellan jordskorpans nedre gräns från jordytan varierar inom 5-70 km, och jordmanteln når ett djup av 2900 km. Efter den, på ett avstånd av 6371 km från ytan, finns en kärna.

Land upptar 29,2 % av jordens yta. De övre lagren av litosfären kallas jord. Jordtäcket är den viktigaste naturliga formationen och beståndsdelen i jordens biosfär. Det är jordskalet som bestämmer många processer som sker i biosfären.

Jorden är den huvudsakliga källan till mat och tillhandahåller 95-97 % av matresurserna för världens befolkning. Arean av markresurser i världen är 129 miljoner kvadratmeter. km, eller 86,5 % av landytan. Åkermark och fleråriga plantager i sammansättningen av jordbruksmark upptar cirka 10% av marken, ängar och betesmarker - 25% av marken. Markens bördighet och klimatförhållanden bestämmer möjligheten till existens och utveckling av ekologiska system på jorden. Tyvärr, på grund av felaktig exploatering, går en del av den bördiga marken förlorad varje år. Under det senaste århundradet, som ett resultat av accelererad erosion, har 2 miljarder hektar bördig mark gått förlorade, vilket är 27% av den totala arean av mark som används för jordbruk.

Källor till markföroreningar.

Litosfären är förorenad av flytande och fasta föroreningar och avfall. Det har fastställts att det årligen genereras ett ton avfall per invånare på jorden, inklusive mer än 50 kg polymer, svår att bryta ner.

Källor till markföroreningar kan klassificeras enligt följande.

Bostadshus och allmännyttiga tjänster. Sammansättningen av föroreningar i denna kategori av källor domineras av hushållsavfall, matavfall, byggavfall, avfall från värmesystem, utslitna hushållsartiklar m.m. Allt detta samlas in och förs till soptippar. För stora städer har insamling och destruktion av hushållsavfall på deponier blivit ett svårlöst problem. Den enkla bränningen av sopor på soptippar i staden åtföljs av utsläpp av giftiga ämnen. Vid bränning av sådana föremål, till exempel klorhaltiga polymerer, bildas mycket giftiga ämnen - dioxider. Trots detta har det under senare år utvecklats metoder för att destruera hushållsavfall genom förbränning. En lovande metod är att bränna sådant skräp över smältor av metaller.

Industriföretag. Fast och flytande industriavfall innehåller ständigt ämnen som kan ha en giftig effekt på levande organismer och växter. Exempelvis förekommer vanligtvis icke-järnhaltiga tungmetallsalter i avfall från den metallurgiska industrin. Verkstadsindustrin släpper ut cyanider, arsenik och berylliumföreningar i miljön; vid tillverkning av plast och konstgjorda fibrer bildas avfall som innehåller fenol, bensen, styren; vid produktion av syntetiska gummin, katalysatoravfall, kommer undermåliga polymerkoagel in i jorden; vid tillverkning av gummiprodukter släpps dammliknande ingredienser, sot som sätter sig på mark och växter, avfall av gummitextil och gummidelar till miljön, och vid drift av däck slitna och trasiga däck, innerslangar och fälgband. Förvaring och kassering av använda däck är för närvarande ett olöst problem, eftersom det ofta orsakar stora bränder som är mycket svårsläckta. Användningsgraden för använda däck överstiger inte 30 % av deras totala volym.

Transport. Under driften av förbränningsmotorer frigörs kväveoxider, bly, kolväten, kolmonoxid, sot och andra ämnen intensivt, deponeras på jordens yta eller absorberas av växter. I det senare fallet kommer dessa ämnen också in i jorden och är involverade i det kretslopp som är förknippat med näringskedjor.

Lantbruk. Markföroreningar inom jordbruket uppstår på grund av införandet av enorma mängder mineralgödsel och bekämpningsmedel. Vissa bekämpningsmedel är kända för att innehålla kvicksilver.

Jordförorening med tungmetaller. Tungmetaller är icke-järnmetaller vars densitet är större än järns. Dessa inkluderar bly, koppar, zink, nickel, kadmium, kobolt, krom, kvicksilver.

En egenskap hos tungmetaller är att i små mängder är nästan alla nödvändiga för växter och levande organismer. I människokroppen är tungmetaller involverade i vitala biokemiska processer. Att överskrida den tillåtna mängden leder dock till allvarliga sjukdomar.

...

Liknande dokument

Tillståndet för hydrosfären, litosfären, jordens atmosfär och orsakerna till deras förorening. Metoder för avfallshantering av företag. Sätt att skaffa alternativa energikällor som inte skadar naturen. Miljöföroreningars inverkan på människors hälsa.

abstrakt, tillagt 2010-11-02


Biosfärens koncept och struktur som ett levande skal av planeten Jorden. De viktigaste egenskaperna hos atmosfären, hydrosfären, litosfären, manteln och jordens kärna. Levande materias kemiska sammansättning, massa och energi. Processer och fenomen som förekommer i livlig och livlös natur.

abstrakt, tillagt 2013-11-07


Källor till förorening av atmosfären, hydrosfären och litosfären. Metoder för att skydda dem mot kemiska föroreningar. System och anordningar för dammuppsamling, mekaniska metoder för rengöring av dammig luft. erosionsprocesser. Ransonering av föroreningar i jordtäcket.

föreläsningskurs, tillagd 2015-03-04


Naturliga källor till luftföroreningar. Begreppet torr sedimentation, metoder för dess beräkning. Föreningar av kväve och klor som huvudämnen som förstör ozonskiktet. Problemet med återvinning och kassering av avfall. Kemisk indikator på vattenförorening.

test, tillagt 2009-02-23


Luftförorening. Typer av föroreningar av hydrosfären. Förorening av hav och hav. Föroreningar av floder och sjöar. Dricker vatten. Relevansen av problemet med förorening av vattenförekomster. Nedgång av avloppsvatten i reservoarer. Reningsmetoder för avloppsvatten.

abstract, tillagd 2006-10-06


Människan och miljön: en historia av interaktion. Fysiska, kemiska, informativa och biologiska föroreningar som bryter mot processerna för cirkulation och metabolism, deras konsekvenser. Källor till förorening av hydrosfären och litosfären i Nizhny Novgorod.

abstrakt, tillagt 2014-03-06


De huvudsakliga typerna av förorening av biosfären. Antropogen förorening av atmosfären, litosfären och marken. Resultatet av förorening av hydrosfären. Inverkan av luftföroreningar på människokroppen. Åtgärder för att förhindra antropogen påverkan på miljön.

presentation, tillagd 2014-08-12


Produktioner som påverkar miljön. Metoder för luftföroreningar under byggandet. Atmosfäriska skyddsåtgärder. Källor till förorening av hydrosfären. Sanering och städning av territorier. Källor till överdrivet buller i samband med anläggningsutrustning.

presentation, tillagd 2013-10-22


Allmän information om inverkan av antropogena faktorer på folkhälsan. Inverkan av föroreningar av atmosfären, hydrosfären och litosfären på människors hälsa. Lista över sjukdomar förknippade med luftföroreningar. De främsta källorna till fara.

abstrakt, tillagt 2013-11-07


Industriella källor till förorening av biosfären. Klassificering av skadliga ämnen efter graden av påverkan på människor. Sanitär-epidemi situation i städer. Brister i organisationen av neutralisering och bortskaffande av fast, flytande hushålls- och industriavfall.

För att kunna bestämma biosfärens grundläggande egenskaper måste vi först förstå vad vi har att göra med. Vilken är formen för dess organisation och existens? Hur fungerar det och interagerar med omvärlden? Vad är det i slutändan?

Från uppkomsten av termen i slutet av 1800-talet till skapandet av en holistisk doktrin av biogeokemisten och filosofen V.I. Vernadsky, definitionen av begreppet "biosfär" har genomgått betydande förändringar. Det har flyttat från kategorin av en plats eller ett territorium där levande organismer lever till kategorin av ett system som består av element eller delar, som fungerar enligt vissa regler för att uppnå ett specifikt mål. Det är på hur man betraktar biosfären som det beror på vilka egenskaper som är inneboende i den.

Termen är baserad på antika grekiska ord: βιος - liv och σφαρα - sfär eller boll. Det vill säga, det är något skal av jorden, där det finns liv. Jorden, som en oberoende planet, uppstod enligt forskare för cirka 4,5 miljarder år sedan, och en miljard år senare dök liv upp på den.

Archean, Proterozoic och Phanerozoic eon. Eoner består av epoker. Den senare består av paleozoikum, mesozoikum och kenozoikum. Eror från perioder. Kenozoikum från Paleogen och Neogen. Perioder från epoker. Den nuvarande - Holocen - började för 11,7 tusen år sedan.

Gränser och lager av förökning

Biosfären har en vertikal och horisontell fördelning. Vertikalt är det konventionellt uppdelat i tre lager där liv finns. Dessa är litosfären, hydrosfären och atmosfären. Litosfärens nedre gräns når 7,5 km från jordens yta. Hydrosfären ligger mellan litosfären och atmosfären. Dess maximala djup är 11 km. Atmosfären täcker planeten ovanifrån och liv i den finns, förmodligen, på en höjd av upp till 20 km.

Förutom vertikala lager har biosfären en horisontell indelning eller zonindelning. Detta är en förändring i den naturliga miljön från jordens ekvator till dess poler. Planeten har formen av en boll och därför är mängden ljus och värme som kommer in på dess yta olika. De största zonerna är geografiska zoner. Från ekvatorn går den först till ekvatorn, över tropisk, sedan tempererad och slutligen nära polerna - arktiska eller antarktiska. Inne i bälten finns naturliga zoner: skogar, stäpper, öknar, tundra och så vidare. Dessa zoner är karakteristiska inte bara för land utan också för haven. Biosfärens horisontella läge har sin egen höjd. Det bestäms av litosfärens ytstruktur och skiljer sig från bergets fot till dess topp.

Hittills har floran och faunan på vår planet cirka 3 000 000 arter, och detta är bara 5% av det totala antalet arter som har lyckats "leva" på jorden. Cirka 1,5 miljoner djurarter och 0,5 miljoner växtarter har hittat sin beskrivning inom vetenskapen. Det finns inte bara obeskrivna arter, utan också outforskade områden på jorden, vars artinnehåll är okänt.

Således har biosfären en tidsmässig och rumslig egenskap, och artsammansättningen av levande organismer som fyller den förändras både i tid och i rum - vertikalt och horisontellt. Detta ledde forskarna till slutsatsen att biosfären inte är en plan struktur och har tecken på tidsmässig och rumslig variation. Det återstår att bestämma, under påverkan av vilken yttre faktor, det förändras i tid, rum och struktur. Den faktorn är solenergi.

Om vi ​​accepterar att arterna av alla levande organismer, oavsett den rumsliga och tidsmässiga ramen, är delar, och deras helhet är helheten, så är deras interaktion med varandra och med den yttre miljön ett system. L von Bertalanffy och F.I. Peregudov, som definierar ett system, hävdade att det är ett komplex av interagerande komponenter, eller en uppsättning element som står i relation med varandra och med miljön, eller en uppsättning sammankopplade element som är isolerade från miljön och interagerar med den som en hel.

Systemet

Biosfären som ett enda integrerat system kan villkorligt delas upp i dess beståndsdelar. Den vanligaste sådan uppdelningen är arter. Varje typ av djur eller växt tas som en integrerad del av systemet. Det kan också kännas igen som ett system, med sin egen struktur och sammansättning. Men arten existerar inte isolerat. Dess representanter bor i ett visst territorium, där de interagerar inte bara med varandra och miljön, utan också med andra arter. Ett sådant uppehåll av arter, i ett område, kallas ett ekosystem. Det minsta ekosystemet ingår i sin tur i det större. Det i ännu mer och så till det globala - till biosfären. Således kan biosfären, som ett system, anses bestå av delar, som antingen är arter eller biosfärer. Den enda skillnaden är att en art kan identifieras eftersom den har egenskaper som skiljer den från andra. Den är oberoende och i andra typer - delar ingår inte. Med biosfärer är en sådan distinktion omöjlig - en del av den andra.

tecken

Systemet har ytterligare två viktiga funktioner. Det skapades för att uppnå ett specifikt mål och hela systemets funktion är effektivare än var och en av dess delar separat.

Alltså egenskaperna som ett system, i dess integritet, synergi och hierarki. Integriteten ligger i det faktum att kopplingarna mellan dess delar eller interna kopplingar är mycket starkare än med miljön eller externa. Synergi eller systemeffekt är att hela systemets förmågor är mycket större än summan av dess delars förmågor. Och även om varje element i systemet är ett system i sig, är det ändå bara en del av det allmänna och större. Detta är dess hierarki.

Biosfären är ett dynamiskt system som ändrar tillstånd under yttre påverkan. Det är öppet eftersom det utbyter materia och energi med miljön. Den har en komplex struktur, eftersom den består av delsystem. Och slutligen är det ett naturligt system - bildat som ett resultat av naturliga förändringar under många år.

Tack vare dessa egenskaper kan hon reglera och organisera sig själv. Dessa är biosfärens grundläggande egenskaper.

I mitten av 1900-talet användes begreppet självreglering först av den amerikanske fysiologen Walter Cannon, och den engelske psykiatern och cybernetikern William Ross Ashby introducerade begreppet självorganisering och formulerade lagen om nödvändig mångfald. Denna cybernetiska lag bevisade formellt behovet av en stor artdiversitet för systemets stabilitet. Ju större mångfalden är, desto större är sannolikheten för systemet att bibehålla sin dynamiska stabilitet inför stora yttre påverkan.

Egenskaper

Att svara på yttre påverkan, motstå och övervinna det, reproducera sig själv och återställa, det vill säga bibehålla sin inre beständighet, det är målet för ett system som kallas biosfären. Dessa egenskaper hos hela systemet är byggda på förmågan hos dess del, som är arten, att upprätthålla ett visst antal eller homeostas, liksom varje individ eller levande organism att upprätthålla sina fysiologiska förhållanden - homeostas.

Som du kan se utvecklades dessa egenskaper hos henne under påverkan och för att motverka yttre faktorer.

Den främsta externa faktorn är solenergi. Om antalet kemiska grundämnen och föreningar är begränsat, tillförs solens energi ständigt. Tack vare det sker migrationen av element längs näringskedjan från en levande organism till en annan och omvandlingen från ett oorganiskt tillstånd till ett organiskt och vice versa. Energi påskyndar förloppet av dessa processer inuti levande organismer och, vad gäller reaktionshastigheten, sker de mycket snabbare än i den yttre miljön. Mängden energi stimulerar tillväxt, reproduktion och ökning av antalet arter. Mångfald ger i sin tur möjlighet till ytterligare motstånd mot yttre påverkan, eftersom det finns en möjlighet till duplicering, säkring eller utbyte av arter i näringskedjan. Migreringen av element kommer därmed att säkerställas ytterligare.

Mänskligt inflytande

Den enda del av biosfären som inte är intresserad av att öka artmångfalden i systemet är människan. Han strävar på alla möjliga sätt efter att förenkla ekosystemen, eftersom han på så sätt mer effektivt kan övervaka och reglera det, beroende på sina behov. Därför är alla biosystem artificiellt skapade av människan eller graden av hennes inflytande, som är betydande, mycket knappa när det gäller arter. Och deras stabilitet och förmåga till självläkning och självreglering tenderar till noll.

Med tillkomsten av de första levande organismerna började de förändra villkoren för tillvaron på jorden för att passa deras behov. Med människans tillkomst började han redan förändra planetens biosfär så att hans liv var så bekvämt som möjligt. Det är bekvämt, eftersom vi inte pratar om överlevnad eller att rädda liv. Efter logik bör något dyka upp som kommer att förändra personen själv för sina egna syften. Jag undrar vad det blir?

Video - Biosfär och noosfär

5. Agrokosystem. Jämförelse med naturliga ekosystem.

6. Huvudtyperna av antropogena effekter på biosfären. Deras förstärkning under andra hälften av 1900-talet.

7. Naturliga faror. Deras inverkan på ekosystemen.

8. Moderna miljöproblem och deras betydelse.

9. Miljöföroreningar. Klassificering.

11. Växthuseffekt. Ozonets ekologiska funktioner. Ozonförstörande reaktioner.

12. Hjälp. Fotokemiska smogreaktioner.

13. Sur utfällning. Deras effekt på ekosystemen.

14. Klimat. Moderna klimatmodeller.

16. Antropogen påverkan på grundvattnet.

17. Ekologiska konsekvenser av vattenföroreningar.

19. Ekologisk och hygienisk reglering av miljökvaliteten.

20. Sanitära - hygieniska standarder för miljökvalitet. summeringseffekt.

21. Kontroll av fysisk påverkan: strålning, buller, vibrationer, emi.

22. Ransonering av kemikalier i livsmedel.

23. Industriella och ekonomiska och komplexa miljökvalitetsnormer. Pdv, pds, pdn, szz. Territoriets ekologiska kapacitet.

24. Vissa brister i systemet med normaliserade indikatorer. Vissa brister i miljöregleringssystemet.

25. Miljöövervakning. Typer (efter skala, objekt, observationsmetoder), övervakningsuppgifter.

26. Gsmos, egsem och deras uppgifter.

27. Ekotoxikologisk övervakning. Giftiga ämnen. Mekanismen för deras verkan på kroppen.

28. Toxisk effekt av vissa oorganiska superoxidanter.

29. Toxisk effekt av vissa organiska superoxidanter.

30. Biotestning, bioindikation och bioackumulering i miljöövervakningssystemet.

Utsikter för användning av bioindikatorer.

31. Risk. Klassificering och allmänna egenskaper hos risker.

Risk. Allmänna egenskaper hos risker.

Typer av risker.

32. Miljöriskfaktorer. Situationen i Perm-regionen, i Ryssland.

33. Begreppet nollrisk. Acceptabel risk. Riskuppfattning hos olika kategorier av medborgare.

34. Miljöriskbedömning för konstgjorda system, naturkatastrofer, naturliga ekosystem. Stadier av riskbedömning.

35. Analys, miljöriskhantering.

36. Miljörisk för människors hälsa.

37. Huvudinriktningarna för tekniskt skydd av operationer från påverkan orsakad av människor. Bioteknikens roll i skyddet av ops.

38. Grundläggande principer för att skapa resursbesparande industrier.

39. Skydd av atmosfären från påverkan av människan. Rening av gasutsläpp från aerosoler.

40. Rening av gasutsläpp från gasformiga och ångformiga föroreningar.

41. Rening av avloppsvatten från olösliga och lösliga föroreningar.

42. Neutralisering och bortskaffande av fast avfall.

2. Naturmiljö som system. Atmosfär, hydrosfär, litosfär. Sammansättning, roll i biosfären.

Ett system förstås som en viss tänkbar eller verklig uppsättning delar med kopplingar mellan dem.

naturlig miljö- den systemhelheten, bestående av olika funktionellt sammankopplade och hierarkiskt underordnade ekosystem, förenade i biosfären. Inom detta system sker ett globalt utbyte av materia och energi mellan alla dess komponenter. Detta utbyte realiseras genom att ändra de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos atmosfären, hydrosfären, litosfären. Varje ekosystem är baserat på enheten av levande och icke-levande materia, vilket manifesterar sig i användningen av element av livlös natur, från vilken, tack vare solenergi, organiska ämnen syntetiseras. Samtidigt med processen för deras skapelse sker processen för konsumtion och nedbrytning till initiala oorganiska föreningar, vilket säkerställer den externa och interna cirkulationen av ämnen och energi. Denna mekanism fungerar i alla huvudkomponenter i biosfären, vilket är huvudvillkoret för en hållbar utveckling av alla ekosystem. Den naturliga miljön som ett system utvecklas på grund av denna interaktion, därför är den isolerade utvecklingen av komponenterna i den naturliga miljön omöjlig. Men de olika komponenterna i den naturliga miljön har olika, inneboende egenskaper endast för dem, vilket gör att de kan identifieras och studeras separat.

Atmosfär.

Detta är jordens gasformiga skal, som består av en blandning av olika gaser, ångor och damm. Den har en tydligt definierad lagerstruktur. Skiktet närmast jordens yta kallas troposfären (höjd från 8 till 18 km). Vidare, på en höjd av upp till 40 km, finns det ett lager av stratosfären, och på en höjd av mer än 50 km, mesosfären, ovanför vilken termosfären är belägen, som inte har en bestämd övre gräns.

Jordatmosfärens sammansättning: kväve 78 %, syre 21 %, argon 0,9 %, vattenånga 0,2 - 2,6 %, koldioxid 0,034 %, neon, helium, kväveoxider, ozon, krypton, metan, väte.

Atmosfärens ekologiska funktioner:

Skyddsfunktion (mot meteoriter, kosmisk strålning).

Termoregulatorisk (i atmosfären finns koldioxid, vatten, vilket ökar temperaturen i atmosfären). Medeltemperaturen på jorden är 15 grader, om det inte fanns koldioxid och vatten skulle temperaturen på jorden vara 30 grader lägre.

Väder och klimat bildas i atmosfären.

Atmosfären är en livsmiljö, eftersom den har livsuppehållande funktioner.

atmosfären absorberar svagt kortvågig strålning, men fördröjer långvågig (IR) termisk strålning från jordytan, vilket minskar jordens värmeöverföring och ökar dess temperatur;

Atmosfären har ett antal egenskaper som bara är inneboende i den: hög rörlighet, variation av dess beståndsdelar, originalitet hos molekylära reaktioner.

Hydrosfär.

Detta är jordens vattenskal. Det är en samling av hav, hav, sjöar, floder, dammar, träsk, grundvatten, glaciärer och atmosfärisk vattenånga.

Vattnets roll:

är en komponent i levande organismer; levande organismer kan inte klara sig utan vatten under lång tid;

påverkar sammansättningen i atmosfärens ytskikt - tillför syre till det, reglerar innehållet av koldioxid;

påverkar klimatet: vatten har en hög värmekapacitet, därför värms det upp under dagen och kyls ner långsammare på natten, vilket gör klimatet mildare och fuktigare;

kemiska reaktioner äger rum i vattnet, som säkerställer kemisk rening av biosfären och produktion av biomassa;

Vattnets kretslopp länkar samman alla delar av biosfären och bildar ett slutet system. Som ett resultat av det sker ackumuleringen, reningen och omfördelningen av den planetariska vattenförsörjningen;

Avdunstande vatten från jordens yta bildar atmosfäriskt vatten i form av vattenånga (växthusgas).

Litosfären.

Detta är det övre fasta skalet på jorden, inklusive jordskorpan och jordens övre mantel. Litosfärens tjocklek är från 5 till 200 km. Litosfären kännetecknas av yta, relief, jordtäcke, vegetation, underjord och utrymme för mänsklig ekonomisk verksamhet.

Litosfären består av två delar: moderbergarten och jordtäcket. Jordtäcket har en unik egenskap - fertilitet, d.v.s. förmågan att ge växtnäring och deras biologiska produktivitet. Detta bestämmer jordens oumbärlighet i jordbruksproduktionen. Jordens jordtäcke är en komplex miljö som innehåller fasta (mineraliska), flytande (jordfuktighet) och gasformiga komponenter.

Biokemiska processer i jorden bestämmer dess förmåga att självrena, d.v.s. förmågan att omvandla komplexa organiska ämnen till enkla - oorganiska. Självrengöring av jorden sker mer effektivt under aeroba förhållanden. I detta fall särskiljs två steg: 1. Nedbrytning av organiska ämnen (mineralisering). 2. Syntes av humus (humifiering).

Markens roll:

grunden för alla terrestra och sötvattensekosystem (både naturliga och konstgjorda).

Jord - basen för växtnäring ger biologisk produktivitet, det vill säga den är grunden för produktion av mat för människor och andra bionter.

Jorden samlar organiskt material och olika kemiska grundämnen och energi.

Cykler är inte möjliga utan jord - den reglerar alla flöden av materia i biosfären.

Marken reglerar sammansättningen av atmosfären och hydrosfären.

Jord är en biologisk absorbator, förstörare och neutraliserare av olika föroreningar. Jord innehåller hälften av alla kända mikroorganismer. När marken förstörs störs den funktion som har utvecklats i biosfären oåterkalleligt, det vill säga markens roll är kolossal. Sedan marken har blivit föremål för industriell verksamhet har detta genererat en betydande förändring av markresursernas tillstånd. Dessa förändringar är inte alltid positiva.

Låt oss undersöka biosfärens komponenter mer i detalj.

Jordskorpan - det är ett fast skal omvandlat under geologisk tid, som utgör den övre delen av jordens litosfär. Ett antal mineraler i jordskorpan (kalksten, krita, fosforiter, olja, kol etc.) uppstod från döda organismers vävnader. Det är ett paradoxalt faktum att relativt små levande organismer kan orsaka fenomen av geologisk skala, vilket förklaras av deras högsta förmåga att fortplanta sig. Till exempel, under gynnsamma förhållanden, kan koleravirion skapa en massa materia lika med massan av jordskorpan på bara 1,75 dagar! Det kan antas att i biosfärerna från tidigare epoker rörde sig kolossala massor av levande materia runt planeten och bildade reserver av olja, kol etc. som ett resultat av döden.

Biosfären existerar genom att upprepade gånger använda samma atomer. Samtidigt är andelen 10 element som ligger i den första hälften av det periodiska systemet (syre - 29,5%, natrium, magnesium - 12,7%, aluminium, kisel - 15,2%, svavel, kalium, kalcium, järn - 34,6%) står för 99% av hela vår planets massa (jordens massa är 5976 * 10 21 kg), och 1% står för resten av elementen. Men betydelsen av dessa element är mycket stor - de spelar en viktig roll i levande materia.

IN OCH. Vernadsky delade in alla element i biosfären i 6 grupper, som var och en utför vissa funktioner i biosfärens liv. Första gruppen – inerta gaser (helium, krypton, neon, argon, xenon). Andra gruppen – ädla metaller (rutenium, palladium, platina, osmium, iridium, guld). I jordskorpan är elementen i dessa grupper kemiskt inaktiva, deras massa är obetydlig (4,4 * 10 -4% av massan av jordskorpan), och deltagande i bildandet av levande materia är dåligt studerat. Den tredje gruppen - lantanider (14 kemiska grundämnen - metaller) utgör 0,02% av massan av jordskorpan och deras roll i biosfären har inte studerats. Fjärde gruppen – radioaktiva grundämnen är den huvudsakliga källan till bildandet av jordens inre värme och påverkar tillväxten av levande organismer (0,0015% av massan av jordskorpan). Vissa element femte gruppen - spridda element (0,027% av jordskorpan) - spelar en viktig roll i organismers liv (till exempel jod och brom). den största sjätte gruppen utgöra cykliska element , som, efter att ha genomgått en serie transformationer i geokemiska processer, återgår till sina ursprungliga kemiska tillstånd. Denna grupp omfattar 13 lätta grundämnen (väte, kol, kväve, syre, natrium, magnesium, aluminium, kisel, fosfor, svavel, klor, kalium, kalcium) och ett tungt grundämne (järn).

biota Det är helheten av alla typer av växter, djur och mikroorganismer. Biota är en aktiv del av biosfären, som bestämmer alla de viktigaste kemiska reaktionerna, som ett resultat av vilka biosfärens huvudgaser (syre, kväve, kolmonoxid, metan) skapas och kvantitativa samband etableras mellan dem. Biota bildar kontinuerligt biogena mineraler och upprätthåller en konstant kemisk sammansättning av havsvatten. Dess massa är inte mer än 0,01% av massan av hela biosfären och begränsas av mängden kol i biosfären. Den huvudsakliga biomassan består av gröna landväxter - cirka 97%, och biomassan från djur och mikroorganismer - 3%.

Biotan består huvudsakligen av cykliska element. Särskilt viktig är rollen för sådana element som kol, kväve och väte, vars andel i biota är högre än i jordskorpan (60 gånger kol, 10 gånger kväve och väte). Figuren visar ett diagram över en sluten kolcykel. Endast tack vare cirkulationen av huvudelementen i sådana cykler (främst kol) är existensen av liv på jorden möjlig.

Förorening av litosfären. Livet, biosfären och den viktigaste länken i dess mekanism - jordtäcket, vanligen kallat jorden - utgör det unika med vår planet i universum. Och i biosfärens utveckling, i livets fenomen på jorden, har betydelsen av jordtäcket (land, grunt vatten och hylla) som ett speciellt planetariskt skal alltid ökat.

Jordtäcket är den viktigaste naturliga formationen. Dess roll i samhällets liv bestäms av det faktum att jorden är den huvudsakliga källan till mat, och tillhandahåller 95-97% av matresurserna för världens befolkning. En speciell egenskap hos jordtäcket är dess fertilitet , vilket förstås som en uppsättning jordegenskaper som säkerställer avkastningen av jordbruksgrödor. Jordens naturliga fertilitet är förknippad med tillförseln av näringsämnen i den och dess vatten, luft och termiska regimer. Jorden ger behovet av växter i vatten och kväve näring, är det viktigaste medlet för deras fotosyntetiska aktivitet. Markens bördighet beror också på mängden solenergi som ackumuleras i den. Jordtäcket tillhör ett självreglerande biologiskt system, vilket är den viktigaste delen av biosfären som helhet. Levande organismer, växter och djur som bor på jorden fixerar solenergi i form av fyto- eller zoomass. Produktiviteten hos terrestra ekosystem beror på värme- och vattenbalansen på jordens yta, vilket bestämmer mångfalden av former av energi- och materiautbyte inom planetens geografiska hölje.

Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt markresurser. Arealen av landresurser i världen är 149 miljoner km2, eller 86,5% av landytan. Åkermark och fleråriga plantager som en del av jordbruksmark upptar för närvarande cirka 15 miljoner km 2 (10 % av marken), slåtterfält och betesmarker - 37,4 miljoner km 2 (25%). Den totala arealen åkermark uppskattas av olika forskare på olika sätt: från 25 till 32 miljoner km 2. Planetens landresurser gör det möjligt att förse fler människor med mat än vad som finns tillgängligt idag och kommer att vara inom en snar framtid. Men på grund av befolkningstillväxten, särskilt i utvecklingsländerna, minskar mängden åkermark per capita. Redan för 10-15 år sedan var den mentala tryggheten för jordens befolkning med åkermark 0,45-0,5 hektar, för närvarande är den redan 0,35-37 hektar.

Alla användbara materialkomponenter i litosfären som används i ekonomin som råvaror eller energikällor kallas mineraltillgångar . Mineraler kan vara malm om metaller utvinns ur den, och icke-metallisk , om icke-metalliska komponenter (fosfor etc.) utvinns ur den eller används som byggmaterial.

Om mineralrikedomen används som bränsle (kol, olja, gas, oljeskiffer, torv, ved, kärnenergi) och samtidigt som energikälla i motorer för att producera ånga och elektricitet, så kallas de bränsle och energiresurser .

Hydrosfär . Vatten upptar den övervägande delen av jordens biosfär (71 % av jordens yta) och utgör cirka 4 % av jordskorpans massa. Dess genomsnittliga tjocklek är 3,8 km, genomsnittligt djup - 3554 m, yta: 1350 miljoner km 2 - hav, 35 miljoner km 2 - sötvatten.

Massan av havsvatten står för 97% av massan av hela hydrosfären (2 * 10 21 kg). Havets roll i biosfärens liv är enorm: de viktigaste kemiska reaktionerna inträffar i det, som bestämmer produktionen av biomassa och den kemiska reningen av biosfären. Så på 40 dagar passerar ytskiktet av vatten på fem hundra meter i havet genom planktonfiltreringsapparaten, därför (med hänsyn till blandning) genomgår allt oceaniskt vatten i havet rening under året. Alla komponenter i hydrosfären (atmosfärisk vattenånga, vatten i haven, floder, sjöar, glaciärer, träsk, grundvatten) är i ständig rörelse och förnyelse.

Vatten är basen för biotan (levande materia är 70 % vatten) och dess betydelse i biosfärens liv är avgörande. Vattnets viktigaste funktioner kan benämnas som:

1. produktion av biomassa.

2. Kemisk rening av biosfären.

3. säkerställa kolbalansen.

4. klimatstabilisering (vatten spelar rollen som en buffert i termiska processer på planeten).

Världshavets stora betydelse ligger i att det producerar nästan hälften av det totala syret i atmosfären med sitt växtplankton, d.v.s. är ett slags "lunga" av planeten. Samtidigt absorberar havets växter och mikroorganismer i fotosyntesprocess årligen en mycket större del av koldioxiden än vad växter på land absorberar.

levande organismer i havet – hydrobionater - delas in i tre ekologiska huvudgrupper: plankton, nekton och bentos. Plankton - en uppsättning passivt flytande och bärs av havsströmmar av växter (växtplankton), levande organismer (zooplankton) och bakterier (bakterioplankton). Nekton - detta är en grupp av aktivt simmande levande organismer som rör sig över avsevärda avstånd (fiskar, valar, sälar, havsormar och sköldpaddor, bläckfiskbläckfisk, etc.). Benthos - dessa är organismer som lever på havsbotten: fastsittande (koraller, alger, svampar); grävning (maskar, blötdjur); krypande (kräftdjur, tagghudingar); flyter fritt i botten. Kustområdena i haven och haven är de rikaste på bentos.

Haven är en källa till enorma mineraltillgångar. Redan utvinns olja, gas, 90 % brom, 60 % magnesium, 30 % salt etc. från den. Havet har enorma reserver av guld, platina, fosforiter, oxider av järn och mangan och andra mineraler. Nivån av gruvbrytning i havet växer ständigt.

Förorening av hydrosfären. I många regioner i världen är tillståndet för vattenförekomster ett stort problem. Föroreningar av vattenresurser, inte utan anledning, betraktas nu som det allvarligaste hotet mot miljön. Flodnätverket fungerar faktiskt som den moderna civilisationens naturliga avloppssystem.

De mest förorenade är innanhav. De har en längre kustlinje och är därför mer benägna att förorena. Den samlade erfarenheten av kampen för havens renhet visar att detta är en ojämförligt svårare uppgift än att skydda floder och sjöar.

Vattenföroreningsprocesserna orsakas av olika faktorer. De viktigaste är: 1) utsläpp av orenat avloppsvatten i vattendrag; 2) spolning av bekämpningsmedel med kraftiga regn; 3) gas- och rökutsläpp; 4) läckage av olja och oljeprodukter.

Den största skadan på vattenförekomster orsakas av utsläpp av orenat avloppsvatten i dem - industri-, hushålls-, uppsamlare och dränering, etc. Industriellt avloppsvatten förorenar ekosystemen med olika komponenter, beroende på industrins särdrag.

Nivån på förorening av de ryska haven (med undantag för Vita havet), enligt statens rapport "Om tillståndet för den ryska federationens miljö", 1998. överskred MPC för innehållet av kolväten, tungmetaller, kvicksilver; ytaktiva ämnen (ytaktiva ämnen) i genomsnitt 3-5 gånger.

Inträngande av föroreningar till havsbotten har en allvarlig inverkan på naturen hos biokemiska processer. I detta avseende är bedömningen av miljösäkerheten vid den planerade utvinningen av mineraler från havsbotten, främst järn-manganknölar innehållande mangan, koppar, kobolt och andra värdefulla metaller, av särskild betydelse. I processen att kratta botten kommer själva möjligheten till liv på havsbotten att förstöras under en lång period, och inträngning av ämnen som utvinns från botten till ytan kan påverka luftatmosfären i regionen negativt.

Världshavets enorma volym vittnar om att planetens naturresurser är outtömliga. Dessutom är världshavet en samlare av landflodvatten, som årligen tar emot cirka 39 tusen km 3 vatten. Den framväxande föroreningen av världshavet hotar att störa den naturliga processen för fuktcirkulation i dess mest kritiska länk - avdunstning från havets yta.

I Ryska federationens vattenkod är konceptet " Vattenresurser ” definieras som ”reserver av yt- och grundvatten belägna i vattenförekomster som används eller kan användas” . Vatten är den viktigaste komponenten i miljön, en förnybar, begränsad och sårbar naturresurs, som används och skyddas i Ryska federationen som grunden för livet och aktiviteten för de folk som bor på dess territorium, säkerställer den ekonomiska, sociala, miljömässiga välfärden. att vara av befolkningen, förekomsten av flora och fauna.

Varje vattenförekomst eller vattenkälla är förknippad med dess yttre miljö. Det påverkas av förutsättningarna för bildandet av yt- eller underjordsvattenavrinning, olika naturfenomen, industri, industriellt och kommunalt byggande, transporter, ekonomiska och inhemska mänskliga aktiviteter. Konsekvensen av dessa påverkan är införandet av nya, ovanliga ämnen i vattenmiljön – föroreningar som försämrar vattenkvaliteten. Föroreningar som kommer in i vattenmiljön klassificeras på olika sätt, beroende på tillvägagångssätt, kriterier och uppgifter. Så, vanligtvis fördela kemiska, fysiska och biologiska föroreningar. Kemisk förorening är en förändring av vattnets naturliga kemiska egenskaper på grund av en ökning av innehållet av skadliga föroreningar i det, både oorganiska (mineralsalter, syror, alkalier, lerpartiklar) och organisk natur (olja och oljeprodukter, organiska rester, ytaktiva ämnen, bekämpningsmedel).

Trots de enorma medel som spenderas på byggandet av reningsanläggningar är många floder fortfarande smutsiga, särskilt i stadsområden. Föroreningsprocesser har till och med berört haven. Och detta verkar inte förvånande, eftersom alla fångas i floderna föroreningar så småningom rusa till havet och nå det om de är svåra att bryta ner.

Miljökonsekvenserna av förorening av marina ekosystem uttrycks i följande processer och fenomen:

kränkning av ekosystemens stabilitet;

progressiv eutrofiering;

utseendet på "röda tidvatten";

ansamling av kemiska giftämnen i biota;

minskad biologisk produktivitet;

förekomsten av mutagenes och karcinogenes i den marina miljön;

mikrobiologiska föroreningar av världens kustområden.

Att skydda det akvatiska ekosystemet är en komplex och mycket viktig fråga. För detta ändamål följande miljöskyddsåtgärder:

– Utveckling av avfallsfri och vattenfri teknik. införande av vattenåtervinningssystem;

– Rening av avloppsvatten (industriell, kommunal, etc.).

– Injektion av avloppsvatten i djupa akviferer.

– rening och desinfektion av ytvatten som används för vattenförsörjning och andra ändamål.

Den huvudsakliga föroreningen av ytvatten är avloppsvatten, därför är utveckling och implementering av effektiva avloppsvattenreningsmetoder en mycket brådskande och miljömässigt viktig uppgift. Det mest effektiva sättet att skydda ytvatten från föroreningar från avloppsvatten är utvecklingen och implementeringen av en vattenfri och avfallsfri produktionsteknik, vars första skede är skapandet av en återvinningsvattenförsörjning.

När man organiserar ett återvinningsvattenförsörjningssystem inkluderar det ett antal reningsanläggningar och installationer, vilket gör det möjligt att skapa ett slutet kretslopp för användning av industri- och hushållsavloppsvatten. Med denna metod för vattenrening är avloppsvatten alltid i cirkulation och deras inträde i ytvattenförekomster är helt uteslutet.

På grund av den enorma variationen av avloppsvattensammansättning finns det olika metoder för deras rening: mekaniska, fysikalisk-kemiska, kemiska, biologiska etc. Beroende på graden av skadlighet och föroreningens karaktär kan avloppsvattenrening utföras av vilken som helst en metod eller en uppsättning metoder (kombinerad metod). Reningsprocessen innefattar behandling av slam (eller överskott av biomassa) och desinficering av avloppsvatten innan det släpps ut i en reservoar.

Under de senaste åren har nya effektiva metoder aktivt utvecklats som bidrar till miljövänligheten i avloppsvattenreningsprocesser:

– Elektrokemiska metoder baserade på processerna för anodisk oxidation och katodisk reduktion, elektrokoagulering och elektroflotation.

– membranreningsprocesser (ultrafilter, elektrodialys och andra);

– magnetisk behandling, som förbättrar flytningen av suspenderade partiklar;

– Strålningsrening av vatten som gör det möjligt att utsätta föroreningar för oxidation, koagulering och nedbrytning på kortast möjliga tid.

- Ozonisering, där avloppsvatten inte bildar ämnen som negativt påverkar naturliga biokemiska processer;

- Införande av nya selektiva typer för selektiv separering av användbara komponenter från avloppsvatten i syfte att återvinna, och andra.

Det är känt att bekämpningsmedel och gödningsmedel som tvättas bort av ytavrinning från jordbruksmark spelar en roll för föroreningen av vattendrag. För att förhindra att förorenande avloppsvatten tränger in i vattendrag krävs en rad åtgärder, inklusive:

överensstämmelse med normerna och villkoren för användning av gödningsmedel och bekämpningsmedel;

fokal- och tejpbehandling med bekämpningsmedel istället för kontinuerlig;

applicering av gödningsmedel i form av granulat och, om möjligt, tillsammans med bevattningsvatten;

ersättning av bekämpningsmedel med biologiska metoder för växtskydd.

Åtgärder för att skydda vatten och hav och världshavet är att eliminera orsakerna till försämring av vattenkvalitet och föroreningar. Särskilda åtgärder för att förhindra förorening av havsvatten bör övervägas vid utforskning och utveckling av olje- och gasfält på kontinentalsockeln. Det är nödvändigt att införa ett förbud mot dumpning av giftiga ämnen i havet och upprätthålla ett moratorium för kärnvapenprovning.

Atmosfär - luftmiljön runt jorden, dess massa är cirka 5,15 * 10 18 kg. Den har en skiktad struktur och består av flera sfärer, mellan vilka det finns övergångsskikt - pauser. I sfärerna ändras mängden luft och temperaturen.

Beroende på temperaturfördelningen är atmosfären uppdelad i:

– troposfär (dess längd i höjd på de mellersta breddgraderna är 10-12 km över havet, vid polerna - 7-10, över ekvatorn - 16-18 km, mer än 4/5 av jordens atmosfär är koncentrerad här ; på grund av den ojämna uppvärmningen av jordytan i kraftiga vertikala luftströmmar bildas i troposfären, temperaturinstabilitet, relativ fuktighet, tryck noteras, lufttemperaturen i troposfären minskar i höjd med 0,6 ° C för varje 100 m och varierar från +40 till -50 ° C);

– stratosfär (har en längd på cirka 40 km, luften i den är sällsynt, luftfuktigheten är låg, lufttemperaturen är från -50 till 0 ° C på höjder av cirka 50 km; i stratosfären, under inverkan av kosmisk strålning och den kortvågiga delen av solens ultravioletta strålning, luftmolekyler joniseras, vilket resulterar i att ozonskiktet bildas på en höjd av 25-40 km);

– mesosfären (från 0 till -90 o C på höjder av 50-55 km);

– termosfär (det kännetecknas av en kontinuerlig ökning av temperaturen med ökande höjd - på en höjd av 200 km 500 ° C, och på en höjd av 500-600 km överstiger den 1500 ° C; i termosfären är gaser mycket sällsynta, deras molekyler rör sig i hög hastighet, men kolliderar sällan med varandra och kan därför inte orsaka ens en liten uppvärmning av kroppen som ligger här);

– exosfär (från flera hundra km).

Ojämn uppvärmning bidrar till atmosfärens allmänna cirkulation, vilket påverkar jordens väder och klimat.

Atmosfärens gassammansättning är som följer: kväve (79,09%), syre (20,95%), argon (0,93%), koldioxid (0,03%) och en liten mängd inerta gaser (helium, neon, krypton, xenon) , ammoniak, metan, väte, etc. . De nedre lagren av atmosfären (20 km) innehåller vattenånga, vars mängd minskar snabbt med höjden. På en höjd av 110-120 km blir nästan allt syre atomärt. Det antas att över 400-500 km och kväve är i atomärt tillstånd. Syre-kvävesammansättningen kvarstår ungefär upp till en höjd av 400-600 km. Ozonskiktet, som skyddar levande organismer från skadlig kortvågig strålning, ligger på en höjd av 20-25 km. Över 100 km ökar andelen lätta gaser och på mycket höga höjder dominerar helium och väte; en del av gasmolekylerna bryts ner till atomer och joner och bildas jonosfär . Lufttrycket och densiteten minskar med höjden.

Luftförorening. Atmosfären har en enorm inverkan på biologiska processer på land och i vattendrag. Syret som finns i det används i processen för andning av organismer och under mineraliseringen av organiskt material, koldioxid förbrukas under fotosyntesen av autotrofa växter, och ozon minskar den ultravioletta strålningen från solen som är skadlig för organismer. Dessutom bidrar atmosfären till att bevara jordens värme, reglerar klimatet, uppfattar gasformiga ämnesomsättningsprodukter, transporterar vattenånga runt planeten etc. Utan en atmosfär är förekomsten av några komplexa organismer omöjlig. Därför har frågorna om att förhindra luftföroreningar alltid varit och förblir relevanta.

För att bedöma atmosfärens sammansättning och förorening används begreppet koncentration (C, mg/m 3).

Ren naturlig luft har följande sammansättning (i % vol): kväve 78,8 %; syre 20,95%; argon 0,93%; CO2 0,03%; andra gaser 0,01%. Man tror att en sådan sammansättning bör motsvara luft på en höjd av 1 m över havsytan bort från kusten.

Som för alla andra komponenter i biosfären finns det två huvudsakliga föroreningskällor för atmosfären: naturliga och antropogena (konstgjorda). Hela klassificeringen av föroreningskällor kan representeras enligt ovanstående strukturdiagram: industri, transport, energi är de viktigaste källorna till luftföroreningar. Beroende på arten av påverkan på biosfären kan luftföroreningar delas in i tre grupper: 1) påverkar den globala klimatuppvärmningen; 2) förstöra biota; 3) förstöra ozonskiktet.

Låt oss notera de korta egenskaperna hos vissa atmosfäriska föroreningar.

Till föroreningar första gruppen bör innehålla CO 2, dikväveoxid, metan, freoner. In i skapelsen växthuseffekt » Den främsta bidragsgivaren är koldioxid, som ökar med 0,4 % årligen (för mer om växthuseffekten, se kapitel 3.3). Jämfört med mitten av 1800-talet ökade innehållet av CO 2 med 25 %, dikväveoxid med 19 %.

Freoner - kemiska föreningar som inte är karakteristiska för atmosfären, som används som köldmedier - är ansvariga för 25% av skapandet av växthuseffekten på 90-talet. Beräkningar visar att, trots Montrealavtalet från 1987. om att begränsa användningen av freoner till 2040. koncentrationen av de viktigaste freonerna kommer att öka avsevärt (klorfluorkolväte från 11 till 77%, klorfluorkol - från 12 till 66%), vilket kommer att leda till en ökning av växthuseffekten med 20%. Ökningen av innehållet av metan i atmosfären var obetydlig, men det specifika bidraget från denna gas är cirka 25 gånger högre än koldioxidens. Om du inte stoppar flödet av "växthusgaser" till atmosfären, kommer de genomsnittliga årliga temperaturerna på jorden i slutet av 2000-talet att stiga med i genomsnitt 2,5-5 ° C. Det är nödvändigt: för att minska förbränningen av kolvätebränslen och avskogning. Det senare är farligt, förutom att det leder till en ökning av kol i atmosfären, kommer det också att orsaka en minskning av biosfärens assimileringsförmåga.

Till föroreningar andra gruppen bör inkludera svaveldioxid, suspenderade ämnen, ozon, kolmonoxid, kväveoxid, kolväten. Av dessa ämnen i gasform orsakar svaveldioxid och kväveoxider de största skadorna på biosfären, som vid kemiska reaktioner omvandlas till små kristaller av svavel- och salpetersyrasalter. Det mest akuta problemet är luftföroreningar med svavelhaltiga ämnen. Svaveldioxid är skadligt för växter. När SO 2 kommer in i bladet under andning, hämmar den cellernas vitala aktivitet. I det här fallet täcks växternas blad först med bruna fläckar och torkar sedan ut.

Svaveldioxid och dess andra föreningar irriterar slemhinnorna i ögonen och luftvägarna. Långvarig verkan av låga koncentrationer av SO 2 leder till kronisk gastrit, hepatopati, bronkit, laryngit och andra sjukdomar. Det finns bevis för ett samband mellan innehållet av SO 2 i luften och dödligheten i lungcancer.

I atmosfären oxideras SO 2 till SO 3. Oxidation sker katalytiskt under påverkan av spårmetaller, främst mangan. Dessutom kan SO 2 gasformig och löst i vatten oxideras med ozon eller väteperoxid. I kombination med vatten bildar SO 3 svavelsyra, som bildar sulfater med de metaller som finns i atmosfären. Den biologiska effekten av sura sulfater vid lika koncentrationer är mer uttalad jämfört med SO 2 . Svaveldioxid finns i atmosfären från flera timmar till flera dagar, beroende på luftfuktighet och andra förhållanden.

I allmänhet tränger aerosoler av salter och syror in i känsliga vävnader i lungorna, ödelägger skogar och sjöar, minskar skörden, förstör byggnader, arkitektoniska och arkeologiska monument. Suspenderade partiklar utgör en risk för folkhälsan som uppväger den för sura aerosoler. I grund och botten är detta faran med storstäder. Särskilt skadliga fasta ämnen finns i avgaserna från dieselmotorer och tvåtakts bensinmotorer. De flesta partiklar i luften av industriellt ursprung i utvecklade länder fångas framgångsrikt med alla möjliga tekniska medel.

Ozon i ytskiktet uppträder som ett resultat av växelverkan mellan kolväten som bildas under ofullständig förbränning av bränsle i bilmotorer och frigörs under många produktionsprocesser, med kväveoxider. Det är en av de farligaste föroreningarna som påverkar andningsorganen. Det är mest intensivt i varmt väder.

Kolmonoxid, kväveoxider och kolväten kommer huvudsakligen ut i atmosfären med fordonsavgaser. Alla dessa kemiska föreningar har en förödande effekt på ekosystemen i koncentrationer som är ännu lägre än de som är tillåtna för människor, nämligen: de försurar vattenbassänger, dödar levande organismer i dem, förstör skogar och minskar skörden (ozon är särskilt farligt). Studier i USA har visat att nuvarande koncentrationer av ozon minskar skörden av sorghum och majs med 1 %, bomull och sojabönor med 7 % och alfalfa med mer än 30 %.

Av de föroreningar som förstör det stratosfäriska ozonskiktet bör freoner, kväveföreningar, avgaser från överljudsflygplan och raketer noteras.

Fluorklorkolväten, som används i stor utsträckning som köldmedier, anses vara den främsta källan till klor i atmosfären. De används inte bara i kylenheter, utan också i många hushålls aerosolburkar med färger, lacker, insekticider. Freonmolekyler är resistenta och kan transporteras nästan oförändrade med atmosfäriska massor över stora avstånd. På höjder av 15–25 km (zonen med maximal ozonhalt) utsätts de för ultravioletta strålar och sönderdelas med bildning av atomärt klor.

Det har konstaterats att förlusten av ozonskiktet under det senaste decenniet uppgick till 12–15 % i polar och 4–8 % på mellanbreddgrader. 1992 etablerades fantastiska resultat: områden med en förlust av ozonskiktet upp till 45% hittades på Moskvas latitud. Redan nu, på grund av ökad ultraviolett instrålning, sker en minskning av skörden i Australien och Nya Zeeland, en ökning av hudcancer.

Teknogena ämnen i biosfären som har en skadlig effekt på biota klassificeras enligt följande (en allmän klassificering ges som inte bara gäller för gasformiga ämnen). Beroende på graden av fara är alla skadliga ämnen indelade i fyra klasser (tabell 2):

I - extremt farliga ämnen;

II - mycket farliga ämnen;

III - måttligt farliga ämnen;

IV - lågfarliga ämnen.

Tilldelningen av ett skadligt ämne till en faroklass utförs enligt indikatorn, vars värde motsvarar den högsta faroklassen.

Här: A) är en koncentration som under dagligt (förutom helger) arbete i 8 timmar, eller annan varaktighet, men inte mer än 41 timmar i veckan, under hela arbetserfarenheten inte kan orsaka sjukdomar eller avvikelser i hälsotillståndet som upptäcks av moderna forskningsmetoder under arbetets gång eller i de avlägsna livsperioderna för nuvarande och efterföljande generationer;

B) - dosen av ett ämne som orsakar döden för 50% av djuren med en enda injektion i magen;

C) - dos av ett ämne som orsakar döden för 50 % av djuren med en enda applicering på huden;

D) - koncentrationen av ett ämne i luften, vilket orsakar döden för 50% av djuren med en 2-4 timmars exponering för inandning;

E) - förhållandet mellan den maximalt tillåtna koncentrationen av ett skadligt ämne i luften vid 20 ° C och den genomsnittliga dödliga koncentrationen för möss;

E) - förhållandet mellan den genomsnittliga dödliga koncentrationen av ett skadligt ämne och den lägsta (tröskel)koncentrationen som orsakar en förändring av biologiska indikatorer på hela organismens nivå, bortom gränserna för adaptiva fysiologiska reaktioner;

G) - Förhållandet mellan den lägsta (tröskel) koncentrationen som orsakar en förändring av biologiska parametrar på nivån för hela organismen, bortom gränserna för adaptiva fysiologiska reaktioner, och den lägsta (tröskel) koncentrationen som orsakar en skadlig effekt i en kronisk experimentera i 4 timmar, 5 gånger i veckan i minst 4 -x månader.

Tabell 2 Klassificering av skadliga ämnen

Index	Norm för faroklass
(A) Maximal tillåten koncentration (MPC) av skadliga ämnen i luften i arbetsområdet, mg / m 3
(B) Genomsnittlig dödlig dos vid injicering i magen (MAD), mg/kg				över 5000
(B) Genomsnittlig dödlig dos vid applicering på huden (MTD), mg/kg				över 2500
(D) Genomsnittlig dödlig koncentration i luft (TLC), mg/m 3				mer än 50 000
(E) Inandningsförgiftningsmöjlighetsförhållande (POI)
(E) Akut åtgärdszon (ZAZ)
(G) Kronisk zon (ZZhA)	över 10,0

Faran med atmosfäriska föroreningar för människors hälsa beror inte bara på deras innehåll i luften, utan också på faroklassen. För en jämförande bedömning av atmosfären i städer, regioner, med hänsyn till faroklassen för föroreningar, används luftföroreningsindex.

Enstaka och komplexa index för luftföroreningar kan beräknas för olika tidsintervall - för en månad, ett år. Samtidigt används de genomsnittliga månatliga och genomsnittliga årliga halterna av föroreningar i beräkningarna.

För de föroreningar för vilka MPC inte har fastställts ( högsta tillåtna koncentration ), är inställd uppskattade säkra exponeringsnivåer (ARK). Som regel förklaras detta av det faktum att det inte finns någon erfarenhet av användningen, tillräcklig för att bedöma de långsiktiga konsekvenserna av deras inverkan på befolkningen. Om ämnen i tekniska processer släpps ut och kommer in i luftmiljön för vilka det inte finns några godkända MPC eller SHELs, måste företag ansöka till de territoriella organen i ministeriet för naturresurser för att fastställa tillfälliga standarder. För vissa ämnen som då och då förorenar luften har dessutom endast engångs-MPC fastställts (till exempel för formalin).

För vissa tungmetaller normaliseras inte bara det genomsnittliga dagliga innehållet i den atmosfäriska luften (MPC ss), utan också den maximalt tillåtna koncentrationen under enstaka mätningar (MPC rz) i luften i arbetsområdet (till exempel för bly - MPC ss = 0,0003 mg / m 3 och MPC pz \u003d 0,01 mg / m 3).

Tillåtna halter av damm och bekämpningsmedel i den atmosfäriska luften är också standardiserade. Så, för damm som innehåller kiseldioxid, beror MPC på innehållet av fri SiO 2 i det, när innehållet av SiO 2 ändras från 70 % till 10 % ändras MPC från 1 mg/m 3 till 4,0 mg/m 3 .

Vissa ämnen har en enkelriktad skadlig effekt, som kallas summeringseffekten (till exempel aceton, akrolein, ftalsyraanhydrid - grupp 1).

Antropogena föroreningar av atmosfären kan kännetecknas av varaktigheten av deras närvaro i atmosfären, av ökningshastigheten i deras innehåll, av omfattningen av påverkan, av inflytandets natur.

Varaktigheten av närvaron av samma ämnen är olika i troposfären och stratosfären. Så CO 2 är närvarande i troposfären i 4 år, och i stratosfären - 2 år, ozon - 30-40 dagar i troposfären och 2 år i stratosfären, och kväveoxid - 150 år (både där och där) .

Hastigheten för ackumulering av föroreningar i atmosfären är olika (troligen relaterad till biosfärens utnyttjandeförmåga). Så halten av CO 2 ökar med 0,4% per år, och kväveoxider - med 0,2% per år.

Grundläggande principer för hygienisk reglering av luftföroreningar.

Den hygieniska standardiseringen av luftföroreningar bygger på följande kriterier för skadligheten av luftföroreningar :

1. Endast en sådan koncentration av ett ämne i den atmosfäriska luften kan erkännas som tillåten, som inte har en direkt eller indirekt skadlig och obehaglig effekt på en person, inte minskar hans arbetsförmåga, inte påverkar hans välbefinnande och humör.

2. Beroende av skadliga ämnen bör betraktas som ett ogynnsamt ögonblick och bevis på att den studerade koncentrationen är otillåten.

3. Sådana koncentrationer av skadliga ämnen som negativt påverkar växtligheten, klimatet i området, insynen i atmosfären och befolkningens levnadsvillkor är oacceptabla.

Lösningen av frågan om det tillåtna innehållet av luftföroreningar är baserad på idén om förekomsten av trösklar i föroreningsverkan.

När man vetenskapligt styrker MPC för skadliga ämnen i atmosfärens luft, används principen om en begränsande indikator (ransonering enligt den känsligaste indikatorn). Så om lukten känns i koncentrationer som inte har en skadlig effekt på människokroppen och miljön, utförs ransoneringen med hänsyn till lukttröskeln. Om ett ämne har en skadlig inverkan på miljön i lägre koncentrationer, så tas hänsyn till tröskeln för verkan av detta ämne på miljön vid hygienreglering.

För ämnen som förorenar den atmosfäriska luften har två standarder fastställts i Ryssland: engångs- och genomsnittlig daglig MPC.

Den maximala engångs-MPC är inställd för att förhindra reflexreaktioner hos människor (luktsinne, förändringar i hjärnans bioelektriska aktivitet, ögonens ljuskänslighet, etc.) med kortvarig (upp till 20 minuter) exponering för atmosfärisk atmosfär. föroreningar, och den genomsnittliga dagliga inställningen är inställd för att förhindra deras resorptiva (allmänt toxiska, mutagena, cancerframkallande, etc.) påverkan.

Således upplever alla komponenter i biosfären en kolossal teknogen påverkan av människan. I dagsläget finns det all anledning att tala om teknosfären som en "orimlighetssfär".

Frågor för självkontroll

1. Gruppklassificering av element i biosfären V.I. Vernadsky.

2. Vilka faktorer avgör markens bördighet?

3. Vad är "hydrosfären"? Vattnets utbredning och roll i naturen.

4. I vilka former finns skadliga föroreningar i avloppsvattnet och hur påverkar detta valet av reningsmetoder för avloppsvatten?

5. Utmärkande drag för olika skikt av atmosfären.

6. Begreppet skadligt ämne. Faroklasser av skadliga ämnen.

7. Vad är MPC? Måttenheter för MPC i luft och i vatten. Var kontrolleras MPC för skadliga ämnen?

8. Hur är källorna till utsläpp och utsläpp av skadliga ämnen till atmosfären uppdelade?

3.3 Cirkulation av ämnen i biosfären . Biosfärisk kolcykel. Växthuseffekten: mekanismen för förekomst och möjliga konsekvenser.

Processerna för fotosyntes av organiska ämnen fortsätter i hundratals miljoner år. Men eftersom jorden är en ändlig fysisk kropp, är alla kemiska element också fysiskt ändliga. Under miljontals år borde de, verkar det, vara uttömda. Detta händer dock inte. Dessutom intensifierar människan hela tiden denna process, vilket ökar produktiviteten hos de ekosystem hon har skapat.

Alla ämnen på vår planet är i färd med biokemisk cirkulation av ämnen. Det finns 2 huvudkretsar stor eller geologiska och små eller kemisk.

stor krets varar i miljoner år. Det ligger i det faktum att stenar förstörs, förstörelseprodukterna förs bort av vattenflöden i haven eller delvis återvänder till land tillsammans med nederbörd. Processerna med sättningar av kontinenterna och höjningen av havsbotten under lång tid leder till att dessa ämnen återgår till land. Och processen börjar igen.

Liten krets , som är en del av en större, förekommer på ekosystemnivå och ligger i det faktum att marknäring, vatten, kol ackumuleras i växtmaterial och spenderas på att bygga kroppen och livsprocesser. Nedbrytningsprodukterna från markens mikroflora sönderfaller igen till mineralkomponenter som är tillgängliga för växter och är återigen involverade i flödet av materia.

Cirkulationen av kemikalier från den oorganiska miljön genom växter och djur tillbaka till den oorganiska miljön med hjälp av solenergi av kemiska reaktioner kallas biokemisk cykel .

Den komplexa mekanismen för evolution på jorden bestäms av det kemiska elementet "kol". Kol - en integrerad del av bergarter och i form av koldioxid finns i en del av atmosfärsluften. Källor till CO2 är vulkaner, andning, skogsbränder, bränsleförbränning, industri mm.

Atmosfären utbyter intensivt koldioxid med världshaven, där det är 60 gånger mer än i atmosfären, pga. CO 2 är mycket lösligt i vatten (ju lägre temperatur, desto högre löslighet, d.v.s. mer på låga breddgrader). Havet fungerar som en gigantisk pump: det absorberar CO 2 i kalla områden och "blåser ut det delvis" i tropikerna.

Överskott av kolmonoxid i havet kombineras med vatten för att bilda kolsyra. I kombination med kalcium, kalium, natrium, bildar det stabila föreningar i form av karbonater, som sätter sig på botten.

Växtplankton i havet absorberar koldioxid under fotosyntesen. Döda organismer faller till botten och blir en del av de sedimentära bergarterna. Detta visar samspelet mellan stor och liten cirkulation av ämnen.

Kol från CO 2 -molekylen under fotosyntes ingår i sammansättningen av glukos och sedan i sammansättningen av mer komplexa föreningar som växter är uppbyggda av. Därefter överförs de längs näringskedjorna och bildar vävnader från alla andra levande organismer i ekosystemet och återförs till miljön som en del av CO 2 .

Kol finns också i olja och kol. Genom att bränna bränsle slutför en person också cykeln av kol som finns i bränslet - så här biotekniska kolets kretslopp.

Den återstående massan av kol finns i karbonatavlagringar på havsbotten (1,3-10 ton), i kristallina bergarter (1-10 ton), i kol och olja (3,4-10 ton). Detta kol deltar i det ekologiska kretsloppet. Livet på jorden och gasbalansen i atmosfären upprätthålls av en relativt liten mängd kol (5-10 ton).

Det finns en utbredd uppfattning om det Global uppvärmning och dess konsekvenser hotar oss på grund av industriell värmealstring. Det vill säga all energi som förbrukas i vardagen, industrin och transporterna värmer jorden och atmosfären. Men de enklaste beräkningarna visar att uppvärmningen av jorden av solen är många storleksordningar högre än resultaten av mänsklig aktivitet.

Forskare anser också att ökningen av koncentrationen av koldioxid i jordens atmosfär är den troliga orsaken till den globala uppvärmningen. Det är han som orsakar den sk « växthuseffekt ».

Vad är Växthuseffekt ? Vi stöter på detta fenomen väldigt ofta. Det är välkänt att vid samma dagtemperatur är natttemperaturen olika beroende på molnigheten. Molnighet täcker jorden som ett täcke, och en molnig natt är 5-10 grader varmare än en molnfri natt vid samma dagtemperatur. Men om moln, som är de minsta vattendropparna, inte låter värme passera både utanför och från solen till jorden, så fungerar koldioxid som en diod - värme från solen kommer till jorden, men inte tillbaka.

Mänskligheten förbrukar en enorm mängd naturresurser, förbränner mer och mer fossila bränslen, som ett resultat av vilket andelen koldioxid i atmosfären ökar, och den släpper inte ut infraröd strålning från jordens uppvärmda yta i rymden, vilket skapar en "växthuseffekt". Konsekvensen av en ytterligare ökning av koncentrationen av koldioxid i atmosfären kan bli en global uppvärmning och en höjning av jordens temperatur, vilket i sin tur kommer att leda till sådana konsekvenser som glaciärsmältning och höjning av nivån. av världshavet med tiotals eller till och med hundratals meter, många kuststäder i världen.

Detta är ett möjligt scenario för utvecklingen av händelser och konsekvenserna av den globala uppvärmningen, vars orsak är växthuseffekten. Men även om alla glaciärer på Antarktis och Grönland smälter kommer nivån på världshavet att stiga med maximalt 60 meter. Men detta är ett extremt, hypotetiskt fall, som bara kan inträffa med den plötsliga smältningen av Antarktis glaciärer. Och för detta måste en positiv temperatur fastställas i Antarktis, vilket bara kan vara en konsekvens av en katastrof på planetarisk skala (till exempel en förändring i lutningen av jordens axel).

Bland anhängarna av "växthuskatastrofen" råder ingen enighet om dess sannolika omfattning, och de mest auktoritativa av dem lovar inte något hemskt. Den marginella uppvärmningen, vid en fördubbling av koncentrationen av koldioxid, kan vara maximalt 4°C. Dessutom är det troligt att med global uppvärmning och stigande temperaturer kommer havets nivå inte att förändras, eller till och med, tvärtom, kommer att minska. När allt kommer omkring, med en ökning av temperaturen, kommer nederbörden också att intensifieras, och smältningen av glaciärernas marginaler kan kompenseras av ökat snöfall i deras centrala delar.

Således är problemet med växthuseffekten och den globala uppvärmningen den orsakar, såväl som deras möjliga konsekvenser, även om det existerar objektivt, omfattningen av dessa fenomen är klart överdriven idag. De kräver i alla fall mycket grundlig forskning och långvarig observation.

En internationell kongress för klimatologer, som hölls i oktober 1985, ägnades åt analysen av växthuseffektens möjliga klimatkonsekvenser. i Villach (Österrike). Kongressdeltagarna kom till slutsatsen att även en lätt uppvärmning av klimatet kommer att leda till en märkbar ökning av avdunstning från världshavets yta, vilket resulterar i en ökning av mängden sommar- och vinternederbörd över kontinenterna. Denna ökning kommer inte att vara enhetlig. Det beräknas att en remsa kommer att sträcka sig över södra Europa från Spanien till Ukraina, inom vilken mängden nederbörd kommer att förbli densamma som nu, eller till och med minska något. Norr om 50 ° (detta är Kharkovs latitud) både i Europa och i Amerika kommer den gradvis att öka med fluktuationer, som vi har observerat under det senaste decenniet. Följaktligen kommer flödet av Volga att öka, och Kaspiska havet hotas inte av en minskning av nivån. Detta var det huvudsakliga vetenskapliga argumentet, som äntligen gjorde det möjligt att överge projektet att överföra en del av flödet av nordliga floder till Volga.

De mest exakta, övertygande uppgifterna om de möjliga konsekvenserna av växthuseffekten tillhandahålls av paleogeografiska rekonstruktioner sammanställda av specialister som studerar jordens geologiska historia under de senaste miljoner åren. När allt kommer omkring, under denna "senaste" tid av geologisk historia, utsattes jordens klimat för mycket skarpa globala förändringar. I epoker kallare än idag täckte kontinental is, som de som nu håller nere Antarktis och Grönland, hela Kanada och hela norra Europa, inklusive de platser där Moskva och Kiev nu ligger. Hjordar av renar och lurviga mammutar strövade omkring på tundran på Krim och norra Kaukasus, där resterna av deras skelett nu finns. Och under de mellanliggande interglaciala epokerna var jordens klimat mycket varmare än det nuvarande: den kontinentala isen i Nordamerika och Europa smälte, i Sibirien tinade permafrosten i många meter, havsisen nära våra norra stränder försvann, skogsvegetation , att döma av de fossila spor-pollenspektra, sträckte sig till den moderna tundrans territorium. Kraftfulla flodströmmar rann över Centralasiens slätter och fyllde Aralsjön med vatten upp till ett märke på plus 72 meter, många av dem bar vatten till Kaspiska havet. Karakumöknen i Turkmenistan är de utspridda sandavlagringarna i dessa gamla kanaler.

I allmänhet var den fysisk-geografiska situationen under de varma interglaciala epokerna över hela det forna Sovjetunionens territorium gynnsammare än nu. Det var likadant i de skandinaviska länderna och länderna i Centraleuropa.

Tyvärr, tills nu, har geologer som studerar den geologiska historien under de senaste miljoner åren av vår planets utveckling inte varit inblandade i diskussionen om problemet med växthuseffekten. Och geologer kan göra värdefulla tillägg till befintliga idéer. I synnerhet är det uppenbart att för en korrekt bedömning av de möjliga konsekvenserna av växthuseffekten bör paleografiska data om tidigare epoker av betydande global klimatuppvärmning användas mer allmänt. En analys av sådana data, kända idag, låter oss tro att växthuseffekten, i motsats till vad många tror, ​​inte medför några katastrofer för folken på vår planet. Tvärtom, i många länder, inklusive Ryssland, kommer det att skapa gynnsammare klimatförhållanden än nu.

Frågor för självkontroll

1. Kärnan i de huvudsakliga biokemiska cirkulationerna av ämnen.

2. Vad är det biokemiska kolets kretslopp?

3. Vad menas med begreppet "växthuseffekt" och vad förknippas det med? Din korta bedömning av problemet.

4. Tror du att det finns ett hot om global uppvärmning? Motivera ditt svar