Конспект лекций по Экологии Лекция 1 icon

Конспект лекций по Экологии Лекция 1


4 чел. помогло.
Смотрите также:
Предлагаемый конспект опорных лекций отражает традиционный набор тем и проблем курса «Введение в...
Конспект лекций по курсу тмм. Автор: Тарабарин В. Б 10. 1997г. Лекция 1...
Конспект лекций 2010 г. Батычко Вл. Т. Муниципальное право. Конспект лекций. 2010 г...
Организация предпринимательской деятельности: Конспект лекций...
Опорный конспект лекций по макроэкономике Автор: Фридман А. А...
Конспект лекций 2011 г. Батычко В. Т. Семейное право. Конспект лекций. 2011 г...
Конспект лекций удк 651. 5 Ббк 60. 844 Конспект лекций по курсу «Делопроизводство»...
Конспект лекций удк 651. 5 Ббк 60. 844 Конспект лекций по курсу «Делопроизводство»...
Конспект лекций Конспект лекций по дисциплине "Организационное поведение"...
Конспект лекций 2011 г. Батычко Вл. Т. Конституционное право зарубежных стран. Конспект лекций...
Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Особенная часть. Конспект лекций. 2008 г...
Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Общая часть. Конспект лекций. 2010 г...



Загрузка...
страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
вернуться в начало
скачать

^ 4. Последствия загрязнения атмосферы


Парниковый эффект.

Все виды солнечного излучения (от ультрафиолетового до инфракрасного) достигают земной поверхности и нагревают ее. Последняя переизлучает ранее накопившуюся тепловую энергию в виде ИК-излучения в Космос. Переизлученное ИК-излучение интенсивно поглощается некоторыми гадами (СО2, метан, NO, фреонами). Указанные газы, называемые парниковыми, действуют в атмосфере, как стекло в парнике: они беспрепятственно пропускают к Земле солнечную радиацию, но задерживают тепловое излучение Земли. В результате повышается температура ее поверхности, изменяются погода и климат.

^ Под парниковым эффектом понимают возможное повышение глобальной температуры планеты в результате изменения теплового баланса, обусловленное постепенным накоплением парниковых газов в атмосфере.

Среднегодовая температура за последнее столетие выросла примерно на полградуса. Не исключено, что это наибольшая ско­рость глобальных изменений за прошедший миллион лет. За 100 лет уровень Мирового океана увеличился на 10...15 мм.

^ Парниковые газы

Основным парниковым газом является диоксид углерода. Его вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относятся метан (около 20%), оксиды азота (примерно 5%), озон, фреоны (хлорфторуглероды) и другие газы (около 10—25% парникового эффекта

'Показатели

Единица измерения

Диоксид углерода

Метан

Фреоны

Оксиды азота

Концентрация в доиндустриаль-ный период

частей на млн

280

0,79

ничтожно мало

0,288

Концентрация в современный период

частей на млн

354

1,72





Ежегодный рост

%

0,3—0,5

0,5-1,0



0,2—0,3

Время жизни

лет

50—200

10

130

150

Активность действия

на 1 молекулу

1

25

11000

165

Доля в парниковом эффекте

%

66

18

8

3


^ 1. Углекислый газ. Основным антропогенным источником поступления СО2 в атмосферу является сжигание углеродсодержащего топлива (уголь, нефть, мазут, метан и др.). В настоящее время в атмосферу выбрасывается более 25 млрд т СО2.

США дает 23% СО2. , Россия- 19%, Зап.Европа – 14%, Вост. Европа – 7?.

2. Метан поступает в атмосферу при добыче газа, нефти и угля, производстве биогаза, из-за гниения органических остатков на залитых водой рисовых полях, роста численности круп­ного рогатого скота (сейчас на Земле 1 млрд голов крупного рога­того скота). Концент­рация в воздухе метана растет ежегодно на 1,2—1,5 %. Сейчас его на 60% больше, чем было в доиндустриальную эру. К середине XXI в. ожидается удвоение концентрации метана в атмосфере.

^ 3. Оксиды Азота. С ростом применения в сельском хозяйстве азотных удобрений и в результате сгорания углеродсодержащих видов топлива при высоких температурах в ТЭС в атмосферу выбрасывается закись азота N2O. Концентрация N2O растет на 0,3 % в год.

^ 4. Концентрация фреонов растет со скоростью 4 % в год. В целом к середине XXI в. парниковое влияние СН4, N2O и фреонов может быть равным эффекту удвоения концентрации СО2 в атмосфере.

Прогноз

В настоящее время увеличение концентрации СО2 происходит примерно со скоростью 0,3—0,5% в год. Увеличивается содержание и других парниковых газов: метана — на 1%, оксидов азота — на 0,2% в год. По разным источникам, удвоение содержания парниковых газов, которое может произойти во второй половине текущего века, вызовет повышение среднегодовой температуры планеты на 1—3,5 °С.

Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере привело к тому, что по сравнению с доиндустриальным периодом (конец XIX столетия) средняя температура воздуха на Земле повысилась на 0,5-0,6°С. За последние 100 лет на один метр уменьшилась толщина тающих льдов в Арктике, а граница вечной мерзлоты отступает к северу ежегодно на 10 км Учёные предполагают, что к 2025 году температура земли может, повысится еще на 2-2,5°С. Быстрое потепление климата приведёт к таянью ледников, поднятию уровня воды в океане. При подъеме уровня моря на 1 м будет затоплено более 20% прибрежной суши. Многие портовые города окажутся под водой. Европа лишится 1/4 части пахотных земель, на которых возделывается треть сельскохозяйственных культур.


Глобальное потепление климата и обусловленное им повышение уровня Мирового океана многими учеными рассматривается как величайшая катастрофа не только для отдельных экосистем, но и биосферы в целом:

1. В случае повышения уровня океана на 1,5—2 м под затопление попадает около 5 млн км2 земель, причем наиболее плодородных и густонаселенных. На них проживает около 1 млрд человек и собирается почти треть урожая многих сельскохозяйственных культур. Вынужденные переселения народов в глубь материков чреваты военными конфликтами и социальными потрясениями.

2. Помимо подъема уровня океана потепление климата будет сопровождаться увеличением степени неустойчивости погоды, смещением границ природных зон, ростом числа штормов и ураганов, ускорением темпов вымирания животных и растений. Следствием этого, очевидно, явится резкое обострение продовольственной проблемы.

3. Уменьшение различий температуры на полюсах и экваторе (в основном за счет более сильного потепления полюсов) вызовет, в свою очередь, подтаивание вечномерзлых почв (таковых в России около 2 млн км2) и высвобождение из них огромных количеств метана, что усилит парниковый эффект. -

4. Изменение климата может оказать негативное влияние на здоровье людей как вследствие усиления теплового стресса в южных районах, так и из-за распространения многих видов заболеваний.

5. При повышении уровня океана на несколько метров будут затоплены такие города, как Нью-Йорк, Лондон, Санкт-Петербург, Амстердам, Шанхай, Токио и густонаселенные прибрежные территории, на которых проживает от 30 до 50 % населения земного шара, т. е. миллиарды человек.

6. С ростом температуры возрастет и количество осадков. Ливни затопят тропики. Засушливые зоны сдвинутся на север. Площадь пустынь увеличится. Урожаи сократятся. Серьезные изменения кли­мата произойдут в Скандинавии, Сибири и на севере Канады.

7. При глобальном потеплении на 2°С зона сплошной многолет­ней мерзлоты в нашей стране перестанет существовать, а зона лесотундры достигнет побережья Северного Ледовитого океана.

8. Для территории России такое потепление скажется на смеще­нии зон, оптимальных для земледелия, на север и увеличении стока рек, текущих с севера на юг. Наряду с этим на севере и вос­токе России начнет оттаивать вечная мерзлота, что усложнит со­хранение возведенных здесь строительных сооружений.


9. Ученые НАСА утверждают, что "парниковый эффект", вызывающий повышение температуры атмосферы у поверхности Земли, одновременно ведет к значительному охлаждению стратосферы, где сосредоточен озон, что и обусловливает истончение его слоя.


Суммарные промышленные выбросы углерода в России в 1990 г. Оценивались в пределах 650-700 млн. т. К наиболее загрязняющим

ной двухтопливной системой снизило уровень выделения ими уг­лекислого газа на 40—50%.)

^ Решение проблемы.

1. МБРР предлагает ввести международную программу выплаты владельцам транспортных средств, обеспечившим снижение со­держания углекислоты в выхлопах, по 10 долларов за каждую «сэ­кономленную» тонну двуокиси углерода. По расчетам экспертов, в России дотация на каждое транспортное средство может составить до 3000 долларов. Москва, другие российские города, таким обра­зом, получат возможность снизить выбросы углекислого газа и других токсичных веществ без собственных финансовых вливаний.

2. Рядом экологов была выдвинута разумная идея «налога на вы­деленную углекислоту»: страна, независимо от уровня индустри­ального развития, получит определенную квоту на безналоговое производство СО2. Богатые государства смогут покупать квоты на выбросы углекислоты у более бедных стран. Такие рыночные взаи­моотношения помогут, например, Бразилии получить средства на борьбу с уничтожением тропического леса.

Налог на выделенную углекислоту может вводиться также и внутри стран для отдельных предприятий и отраслей индустрии. Целесообразно ввести и налог на предприятия, производящие сер­ные и азотные ангидриды, разрушающие природные ресурсы и собственность в других регионах этой страны и в других странах.

Первой налог на производство углекислоты ввела Швеция в 1990 г. Министерство по защите среды поставило задачу: к 2000 г. снизить в стране эмиссию СО2 на 2,5%. Введен налог на сжигание угля, нефти и природного газа.

3. В России открыт способ утилизации углекислого газа с использованием новейших технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Очищенный диоксид углерода закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он посту­пает на дальнейшую переработку.

На следующей стадии углекислый газ смешивают с парами воды и подвергают электрохимическому разложению в процессе электро­лиза. В результате реакции при высокой (1100-1150°С) температуре на аноде выделяется сверхчистый кислород, а на катоде — смесь окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ, служащий основным сырьем для производства углеводородных соединений, всего спектра современных искусственных материалов — от синтетического бензина и дизельного топлива до изделий из полимеров (пластмасс, лаков, красок, растворителей и т.д.). Синтез-газ может использо­ваться и в металлургии для бескоксового производства чугуна.


Кислотные дожди.

В последние 15—20 лет возникла сложная и трудноразрешимая экологическая проблема кислотных дождей (рН < 5,0). При сжигании различных видов топлив, а также с выбросами различных предприятий в атмосферу поступает значительное количество оксидов серы и азота. При взаимодействии их с атмосферной влагой образуются азотная и серная кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые соединения, что в сумме дает раствор с кислой реакцией.

Согласно расчетам, доля диоксида серы в образовании кислых осадков составляет около 70%.

Кислоты выпадают на поверхность суши или водоемов в виде кислотных дождей или иных атмосферных осадков. Отмечены случаи выпадения осадков с рН 2,2—2,3; что соответствует кислотности уксуса.

Общее количество выбросов SO2 и NO2 в мире ежегодно составляет более 250 млн т.

В России очаги образования приходятся на Кольский полуостров, Норильск, Челябинск, Красноярск и другие районы.

Отрицательное влияние кислых осадков разнообразно: почвы, водные экосистемы, растения, памятники архитектуры, строения и другие объекты в той или иной степени страдают от них.

^ Действие кислых осадков на почвы наиболее ощутимо проявляется в северных и тропических районах. Для первых это связано с тем, что подкисляются и без того кислые (подзолистые и их разновидности почвы. Они, как правило, не содержат природных соединений, нейтрализующих кислотность (карбонат кальция, доломит и др.). Почвы в тропиках хотя и имеют нейтральную и щелочную реакцию, но также не содержат веществ — нейтрализаторов кислотности (из-за интенсивного и постоянного промывания дождями).

Поступая в почву, кислые осадки увеличивают подвижность и вымывание катионов, снижают активность редуцентов, азотофиксаторов и других организмов почвенной среды. При рН, равном 5 и ниже, в почвах резко возрастает растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кислые осадки также повышают подвижность тяжелых металлов (кадмия, свинца, ртути).

^ Действие кислых осадков на водные экосистемы весьма многообразен но. Кислые осадки, попадая в водные источники, повышают кислотность и жесткость воды. При рН ниже 6 сильно подавляется деятельность ферментов, гормонов и других биологически активных веществ, от которых зависит рост и развитие организмов. Особенно отрицательное действие, проявляется в основном на яйцеклетках и молоди.

Сейчас на Земле насчитываются многие тысячи озер, практически лишившихся своих обитателей. Почти 20% рек и озер Швеции, Норвегии и Канады потеряли более половины обитающих в них организмов. Так, в Швеции в 14 тысячах озер уничтожены наиболее чувствительные виды, а 2200 озер фактически безжизненны. Около 1000 озер в США заметно подкислены, а более 3 тысяч имеют кислотность, неблагоприятную для многих обитателей.

^ Действие кислых осадков и атмосферных загрязнений на леса способствует выщелачиванию из растений биогенов (особенно кальция, магния и калия), Сахаров, белков, аминокислот. Кислые осадки повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность проникновения через них патогенных бактерий и грибов, способствуют появлению вспышек численности насекомых. Такие воздействия имеют конечным результатом снижение продуктивности фитоценозов, а нередко и их массовую гибель. Накоплено много данных об отрицательном влиянии кислых осадков на растения через почву, прежде всего в результате увеличения подвижности алюминия и тяжелых металлов. Свободный алюминий повреждает молодые корни, создает очаги для проникновения в них инфекции, а также вызывает преждевременное старение деревьев (болезнь Альцгеймера).


Главным «экспортером» кислотных дождей в Европе в 1980-х годах стала Великобритания. В нашу страну поступает в 8 раз боль­ше сернистого газа и в 7,3 раза больше оксидов азота, чем выно­сится с ее территории в другие государства.

^ Для уменьшения выбросов сернистого газа предлагаются сле­дующие меры.

  1. Промывка угля после измельчения. Это приводит и удалению 50 — 90% соединений серы —пирита и к увеличению стоимости электроэнергии примерно на 10%.

  2. Химическое удаление серы — десульфурация. В этом случае затраты на производство электроэнергии возрастут на 15 — 25%.
    В США в 1991 г. около 50 % угля, используемого на ТЭС, подверга­лось очистке. Во Франции и Великобритании очищается весь уголь.

  3. Замена угля на низкосернистые виды топлива: нефть и газ.

4.Сжигание угля в псевдосжиженном слое в смеси с песком и известью, которая постоянно как бы кипит под действием вдуваемого снизу воздуха. В результате сера соединяется с известью и удаляется с золой.

5. Использование скрубберов — жидких фильтров, содержащих водный раствор извести, для га­зообразных продуктов сгорания.


Истощение озонового слоя.

Озоновый слой находится на высоте 20-25 км над уровнем моря. Если его сжать то его толщина 3 мм. Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновско­го излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каж­дый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 10 тыс. увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жесткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.

Озон — трехатомные молекулы кислорода — рассеян над Зем­лей на высоте от 15 ло 50 км; озоновая защитная оболочка очень невелика: всего 3 млрд. т газа, наибольшая концентрация — на высоте от 20 до 25 км. Если гипотетически сжать эту оболочку при нормальном атмосферном давлении, получится слой всего в 2 мм, однако без него жизнь на планете невозможна.

Запуск мощных ракет, ежедневные полеты реактивных самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора — миллионов гектаров леса — пожарами и хищнической рубкой, массовое применение фреона в технике, парфюмерной и хими­ческой продукции в быту — главные факторы, разрушающие озо­новый экран Земли,

В последние годы над Северным и Южным полюсами возник­ли «озоновые дыры» площадью свыше 10 млн. км2 каждая, появи­лись громадные «озоновые дыры» над многими странами Европы, над Россией. Разрушение озонового экрана Земли сопровождается рядом опасных явных и скрытых негативных воздействий на чело­века и живую природу.

Впервые озоновую дыру над Антарктидой обнаружили со спут­ников в 1979 г.

Площадь озоновой дыры растет, и в 1999 г. площадь дыры возросла до 27,3 млн км2, что в 1,5 раза больше площади России.

В марте 1997 г. озоновые дыры появились над Ленинградской, Псковской и Новгородской областями, а также над Восточной Сибирью, Якутией и центром Красноярского края.

Ученые США уже прогнозируют, что если тенденции разру­шения озона сохранятся, то к 2070 г. число больных раком кожи в США может достигнуть 40 млн человек.


В 1996 г. Нобелевской премией по химической экологии удос­тоены ученые-химики Шервуд Роуланд, Марио Малина из Кали­форнийского университета в Беркли (США) и Поль Крутцен из Германии за научную гипотезу, выдвинутую ими еще в 1974 г. Их догадка состоит в том, что разрушителями озона являлись синте­зированные человеком химические вещества, получившие назва­ние хлорфторуглероды (ХФУ).

Пик мирового производства ОРВ пришелся на 1987—1988 гг. и составил около 1,2—1,4 млн. т в год. Около 35% производимого объема приходилось на США, 40% — на страны ЕЭС, 10—12% производила Япония, 7-10% — наша страна.

Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, эти вещества, инертные у земной поверхности, пре­ображаются. Под воздействием ультрафиолетового излучения хи­мические связи в молекулах ХФУ нарушаются. В результате выде­ляется хлор, который при столкновении с молекулой озона вы­шибает из нее один атом. Озон перестает быть озоном, превращается в обычный кислород. Хлор же, соединившись временно с кисло­родом, вскоре опять оказывается свободным и «пускается в пого­ню» за следующей «жертвой». Его активности хватает, чтобы раз­рушить десятки тысяч молекул озона.

Фреоны способны находиться в атмосфере, не разрушаясь 70— 100 лет, поэтому они всегда достигают озонового слоя и разрушают его. При этом каждый атом хлора как катализатор способен разрушить до 100 тыс. атомов озона. До недавнего времени в мире производилось около 1,3 млн т озоноразрушающих веществ. Около 35% производимого объема приходилось на США, 40% — на страны ЕС,

10—12% - Японию, 7-10% — Россию.

Из других техногенных причин разрушения озонового слоя называют уничтожение лесов, как основных поставщиков кислорода в атмосферу. Зарегистрировано также разрушение озона при ядерных взрывах в атмосфере, крупных пожарах и других явлениях, сопровождающихся поступлением в верхние слои атмосферы оксидов азота и некоторых углеводородов. Установлено также, что уничтожают озон полеты сверхзвуковых самолетов в стратосфере, запуски космических ракет. Только один запуск авиакосмической системы «Шаттл» приводит к потерям 10 млн т озона. 300 таких запусков в год — и практически весь озон будет уничтожен.

В последние время ученые высказывают предположение о существенном вкладе природных явлений в процессы разрушения озона и возникновении «озоновых дыр». К таковым относятся, например, 11-летние циклы солнечной активности, выход озоноразрушающих газов (водород, метан) из разломов земной коры, наличие своеобразных восходящих вихрей над Антарктидой, способствующих рассеиванию озона.

Крайне опасные для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана — увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. Из-за уменьшения концентрации озона только на 1 % происходит увеличение интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли на 15%. В свою очередь, это, согласно официальным данным ООН, приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также вызывает снижение иммунитета как у человека, так и у животных.


^ Решение проблемы

В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписа­ли Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее десятилетие вдвое сократить производство фторуглеродов и других веществ, разрушающих озоновый слой. Позднейшие соглашения (в 1990 г. в Лондоне, в 1992 г. в Копенгагене) содержат призыв постепенно прекратить производство таких веществ.

К 1996 г. промышленно развитые страны полностью прекрати­ли производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов и тетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 г. Россия — один из крупнейших производителей и потре­бителей ОРВ (в 1990 г. она выпустила 205 тыс. т этих веществ, что составило около 20% мирового объема) — из-за тяжелого финан­сово-экономического положения попросила отсрочки на три-че­тыре года.

2. Новая холодильная установка, обходящаяся без фреона или ка­кого-либо иного хладона, испытана в 1996 г. во Всероссийском ин­ституте легких сплавов (ВИЛС). Экологически чистого производства холода удалось добиться благодаря использованию эффекта Пельте. Этот французский ученый установил, что при пропускании элект­рического тока через полупроводниковую систему на одной обклад­ке кристалла возникает тепло, а на другой — холод. При этом чем интенсивнее сбрасывается тепло, тем быстрее растет холод. Впервые этот эффект был применен в военной технике (в системах наведе­ния боевых ракет) и в космонавтике (охлаждение устройств наведе­ния лазера), но позже был использован в больших холодильниках.

3. Российские физики (Институт общей физики РАН) пред­ложили уничтожать сам источник разрушения озона, организовывать глобальную очистку атмосферы от фреонов, воздействуя на нее микроволновым разрядом. Образовавшаяся плазма избирательно чистит атмосферу от ХФУ.


В 1992 г. был опубликован доклад Программы ООН по окружа­ющей среде. В нем, в частности, говорилось, что к 2000 г. толщина озонового слоя может уменьшиться на 5 — 10%. Это приведет к увеличению вирусных заболеваний, в том числе СПИДом, раку кожи (дополнительно 300 тыс. случаев ежегодно) и ката­ракте, расстройству иммунной системы и росту числа инфекцион­ных заболеваний, а также снижению урожаев в сельском хозяйстве.


Лекция 3

^ ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ.


1. СВОЙСТВА ВОДЫ

Вода - химическое соединение водорода и кислорода (Н2О) -жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотностью 1 г/см3 при температуре 3,98 °С. При О "С вода превраща­ется в лед, при 100 °С - в пар. Молекулярная масса воды 18,0153. По В.И.Вернадскому, химический состав воды может быть представлен формулой Н2О при значении п, равном 1 -6. Не все молекулы воды одинаковы: наряду с обычными молекулами, имеющими массу 18, присутствуют молекулы с молекулярной'массой 19,20, 21 и даже 22.

^ РАСПРОСТРАНЕНИЕ И СОСТОЯНИЕ ВОДЫ

Вода - наиболее распространенное на Земле вещество. Она на­ходится в трех фазах; газообразной (пары воды), жидкой и твердой. Различают воду атмосферную, поверхностную (гидросфера) и подземную.

В атмосфере вода встречается в парообразном состоянии в воздушной оболочке, окружающей Землю, в капельно-жидком состоянии - в облаках, туманах и в виде дождя, твердом - в виде снега, града и кристалликов льда высоких облаков.

В жидком состоянии вода находится в гидросфере: вода океанов, морей, озер, рек, болот, прудов и водохранилищ. В твердом состоя­нии вода в виде льда и снега находится у полюсов планеты, на гор­ных вершинах, зимой покрывает водоемы на значительных площа­дях. В горных породах литосферы вода встречается в виде пара. Су­ществует капиллярная, гравитационная, кристаллизационная вода.

^ МИРОВЫЕ ЗАПАСЫ ВОДЫ

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды (табл. 5.1).

Т а б л и ц а 1


Распределение водных масс в гидросфере Земли



^ Часть гидросферы

Объем воды, тыс. км3

Доля в общем объеме вод, %

Мировой океан

1 370 000

94,1

Подземные воды

60 000

4,1

Ледники

24 000

1,7

Озера

280

0,02

Вода в почве

80

0,01

Пары атмосферы

14

0,001

Реки

1,2

0,0001


Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза больше площади суши, а объем воды на Земле составляет 1,5*10' км3. Более 95% виды - соленая.

Мировой океан занимает площадь 361 млн км-, что составля­ет 70,8% поверхности ^ Земли. При средней глубине океана в 3800 м общий объем воды достигает 1370 млн км'.


Мировой океан. Общая площадь Мирового океана в 2,5 раза превышает площадь суши. Основная площадь суши сосредоточе­на в Северном полушарии, а основная площадь воды - в Южном.

Океаниче­ские воды — главный накопитель и распределитель солнечной энергии. Океаны также дают до 50% атмосферного кислорода. Растительность в океане распределена на глубинах до 100 м, где прозрачности воды достаточно для нормального фотосинтеза, животные обитают по всей толщине океана.

Воды суши. К ним относятся материковые воды, переносимые реками, сосредоточенные в озерах, болотах, ледниках, снежном покрове и заключенные в земной коре. Самая большая река ми­ра - Амазонка, ее сток в океан составляет 16% стока всех рек ми­ра. В ее бассейне расположен самый большой лесной массив пла­неты. Планетарный резерв пресной воды высокого качества сосредоточен в озере Байкал, которое содержит пресной воды больше, чем все пресные озера мира. Территория Земли на 2%
покрыта болотами. В России и Белоруссии расположено свыше 60%.

Ледники покрывают 16 млн км2 суши, основная их часть распо­ложена в Антарктиде. Если бы все ледники растаяли, то уровень Мирового океана поднялся по сравнению с нынешним на 64 м.

^ Поземные воды (подземная гидросфера). Пресные, соленые и геотермальные (температура свыше 30°С) воды залегают под поч­вой на разной глубине в земной коре. Часто образуют водоносные пласты. Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз боль­ше объема поверхностных пресных вод озер, рек, болот и пр.

^ Воды в атмосфере. Представляют собой главным образом во­дяной пар или его конденсат; почти весь водяной пар (90%) сосре­доточен в тропосфере.

Биологическая вода. Это важнейшая составляющая живого вещества, надолго которой приходится в среднем 80% общей мас­сы живого существа. Общий объем биологической воды оценива­ется около 1000 км3. Необходимость воды для организмов очень велика. Например, человек за год потребляет около 10 т воды, а на образование 1 кг биомассы расходуется около 500 кг .

^ ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ РОССИИ

Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океа­нам. На территории России находится свыше 2,5 млн больших и малых рек, более 2 млн очер. водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) и возобновляемых. Первые считаются отно­сительно постоянными в течение длительного времени, возобнов­ляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек. Речной сток формируется за счет таяния снега и дождевых осад­ков, источниками питания рек служат болота и подземные воды.

Таблица 2

Суммарные водные ресурсы России



Виды ресурсок

Возобнов­ляемые, км}

% от общих ресурсов

Статические, км1

% от общих ресурсов

Речной сток

4270

42







Озера

532

5

26600

27

Болота

1000

10

3000

3

Ледники

ПО

1

39890

41

1 !одземньте воды

787

8

28000

29

Почвенная влага

350(1

34







Всего

10 199




Более 97000

-

По территории России протекает свыше 120 тыс. рек длиной более 10 км и общей протяженностью свыше 2,3 млн км. Около 90% годового речного стока России приходится на бассейны Се­верного Ледовитого и Тихого океанов и лишь 8% - на бассейны Каспийского и Азовского морей. Однако именно в бассейнах этих морей проживает более 80% населения России, сосредоточена ос­новная часть хозяйственной инфраструктуры.

В России насчитывается более 2 млн пресных и соленых озер. Среди них самое глубокое пресноводное озеро Байкал и наи­больший по площади замкнутый солоноватый водоем Каспийское море. Основная часть ресурсов озерных пресных вод сосредоточе­на в озерах: Байкал (23 тыс. км3, или 20% мировых и 90% нацио­нальных запасов), Ладожское (903 км3). Онежское (285 км3), Чудско-Псковское (35,2 км3). В крупнейших водохранилищах России на­ходится около 450 км3 пресной воды.

Ледники являются существенным аккумулятором воды, они со­средоточены в основном в приполюсных районах: в Антарктиде, на арктических островах, в том числе российского сектора Арк­тики, и в горных районах.

Подземные воды вместе с поверхностными водами рек, озер и прудов являются основой водного фонда России, служат для питье­вых целей. Естественные ресурсы пресных подземных вод состав­ляют 787,5 км вгод, прогнозируемые пригодные для использова­ния - свыше 300 км3/год. По территории страны ресурсы распре­делены неравномерно. Основная их часть - 229,7 км3/год (72,5%) сосредоточена в четырех экономических районах: Западно-Сибирском - 96,1 км!/год (30,3%), Дальневосточном - 58,2 км3/год (18,4%), Восточно-Сибирском - 42,8 км-'/год (13,5%) и Северном -32,6 км3/год (10,3%).

^ 2. РОЛЬ ВОДЫ В ПРИРОДЕ

  1. Вода играет исключительно важную роль в природе. Она соз­дает благоприятные условия для жизни растений, животных, мик­роорганизмов. Вода остается жидкостью в температурном интер­вале, наиболее благоприятном для их жизненных процессов, для огромной массы организмов она является средой обитания. Обитающие в воде орга­низмы защищены от резких спонтанных колебаний температуры и состава, так как постоянно приспосабливаются к медленным рит­мическим колебаниям -суточным, сезонным, годовым и т.д.

  2. Вода оказывает смягчающее влияние на погодно-климатические условия. Она постоянно перемещается во всех сферах Земли, вместе с цир­куляционными потоками атмосферы - на большие расстояния.

  3. Циркуляция воды в океане (морские течения) приводит к плане­тарному тепло- и влагообмену (Степанов, 1974). Известна роль воды как мощного геологического фактора.

  4. Вода - единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Вода необходима для биохимических и физиологических процес­сов, происходящих в организме. Живые организмы, в том числе человек, состоящий на 80% из воды (Кюнцель,1988), не могут обойтись без нее. Потеря 10-20% воды приводит их к гибели.

  5. Вода играет огромную роль в жизнеобеспечении человека. Она используется им непосредственно для питья и хозяйственных нужд, как средство передвижения и сырье для получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов, имеет рекреационное значение, велика ее эстетическая значимость.

^ СОСТАВ ПРИРОДНОЙ ВОДЫ

В природе вода не встречается в химически чистом виде. Она представляет собой растворы сложного состава, которые вклю­чают газы (О2. СО2, H^S, CH4 и др.). органические и минеральные вещества. В движущихся потоках воды присутствуют взвешенные частицы. В природных водах найдено подавляющее большинство химических элементов. Воды океанов содержат в среднем 35 г/дм3 (34,6-35,0%о) солей. Их основную часть составляют хлориды (88,7%), сульфаты (10.8%) и карбонаты (0.3%). Наименее минера­лизованы воды атмосферных осадков, ультрапресные воды гор­ных потоков и пресных озер.

В зависимости от содержания растворенных минеральных ве­ществ различают воды: пресные с содержанием растворенных солей ДО 1 г/дмэ, солоноватые - до 1-25 г/дм3, соленые - более 25 г/дм3. Граница между пресными и солоноватыми водами принята по среднему нижнему пределу вкусового восприятия человека. Гра­ница между солоноватыми и солеными водами установлена на том основании, что при минерализации 25 г/дм-5 температура за­мерзания и максимальной плотности количественно совпадает.

^ КРУГОВОРОТ ВОДЫ В ПРИРОДЕ

Вода постоянно находится в движении - циркуляции (рис. 1). Ее перемещение происходит в результате механического движе­ния - потоки воды в реках, течения в толще океана; в результате ичменения фазового состава - вода испаряется и попадает в атмо­сферу посредством диффузионного и конвективного потоков. Таким образом, происходит не­прерывный замкнутый процесс циркуляции воды на Земле, име­нуемый круговоротом, или влагооборотом. Различают малый, большой и входящий в него внутриматериковый круговороты.

Вода, испарившаяся с поверхности океана, большей частью конденсируется и возвращается обратно в виде атмосферных осадков (малый, или океанический, круговорот) и частично перено­сится воздушными течениями на сушу. Атмосферные осадки, вы­павшие на сушу, просачиваясь в почву и зону аэрации, создают запасы почвенной влаги. Проникшие глубже атмосферные осадки образуют подземные воды: грунтовые, пластовые и воды глубоких горизонтов. Часть атмосферных осадков стекает по земной поверх­ности, образуя ручьи и реки, а остальная часть снова испаряется. В конце концов, вода, принесенная воздушными течениями на сушу, снова достигает океана, завершая большой круговорот воды на земном шаре. Из большого круговорота может быть выделен еще местный, или внутриматериковый, круговорот, при котором вода, испарившаяся с поверхности суши, вновь попадает на сушу в виде атмосферных осадков. Небольшая часть воды из общего объема, участвующего в круговороте, порядка 7,7 тыс. км3/год, совершает круговорот в пределах бессточных областей.

Ежегодно в круговороте на поверхности Земли участвует более 1 млн км3 воды, что составляет около 0,1% объема вод активного водообмена. С поверхности морей и океана ежегодно испаряется примерно 510, а с поверхности суши - около 70 тыс.км-1 воды. В океан возвращается в виде осадков 90% испарившейся с его по­верхности влаги и I % попадает в океан в виде речных, подземных и ледниковых вод. На сушу в виде атмосферных осадков попадает около 120 тыс. км3 воды, из которых 58% идет на испарение, а 42% стекает обратно в моря и океаны (Клиге, 1998).





Скачать 3,27 Mb.
оставить комментарий
страница4/13
Дата30.09.2011
Размер3,27 Mb.
ТипКонспект, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
плохо
  2
средне
  3
хорошо
  1
отлично
  6
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх