Heel belangrijk voor de ontwikkeling van de biosfeer is hydrosfeer(afgeleid van Griekse woorden hydor - water en spharia - bol). Dit is de intermitterende waterschil van de aarde, deze beslaat 70% aardoppervlak en gelegen tussen de atmosfeer en de vaste korst (lithosfeer) en vertegenwoordigt een verzameling oceanen, zeeën en oppervlaktewateren van het land. Daarnaast omvat de hydrosfeer ook grondwater, ijs en sneeuw van het Noordpoolgebied en Antarctica, evenals atmosferisch water en water in levende organismen. Het grootste deel van het water in de hydrosfeer is geconcentreerd in de zeeën en oceanen; de tweede plaats in termen van watermassa's wordt ingenomen door grondwater, en de derde plaats door ijs en sneeuw in de Arctische en Antarctische gebieden. Oppervlaktewateren van land, atmosferische en biologisch gebonden wateren vormen fracties van een procent van het totale watervolume in de hydrosfeer.

De chemische samenstelling van de hydrosfeer benadert de gemiddelde chemische samenstelling van zeewater.

De aarde is uniek omdat er veel vloeibaar water is, dat een zeer belangrijke rol speelt bij de vorming van andere kenmerken van de planeet. De belangrijkste hiervan is de overvloed aan leven. De hydrosfeer is essentieel voor het bestaan ​​van de biosfeer, omdat het leven in de hydrosfeer is ontstaan ​​en de meeste planten en dieren voornamelijk uit water bestaan.

De hydrosfeer speelt een grote rol bij het handhaven van een relatief constant klimaat, waardoor het leven zich al meer dan drie miljard jaar kan voortplanten. Fossiele overblijfselen van dieren, planten en micro-organismen geven aan dat het leven, dat verscheen tijdens de vroege Precambrium-periode, niet werd onderbroken en ontwikkeld langs het pad van toenemende diversiteit en verbetering.

Het leven vereist temperaturen in het bereik van 0 tot 100 o C (de grenzen van de vloeibare fase van water), wat betekent dat de temperatuur gedurende het grootste deel van de geschiedenis van de planeet relatief constant was.

In het meest uitgestrekte deel van de hydrosfeer – de oceanosfeer – zijn er drie regio’s. In de oppervlaktelaag (tot een diepte van 100 m) is voldoende licht voor fotosynthese, hier kunnen groene planten leven; Het zoutgehalte van het water varieert afhankelijk van het gebied. Het bathyale gebied (van 100 tot 1500 m), waar licht alleen doordringt in de bovenste horizonten, wordt gekenmerkt door zwakke mechanische beweging van water en constant zoutgehalte. Het afgrondgebied (dieper dan 1500 m) heeft geen zonlicht. De temperatuur daarin is niet hoger dan 4 o C; Er zijn geen plantaardige organismen, maar dieren komen vaak voor in de diepste depressies.

Oppervlaktewateren, die een relatief klein aandeel in de totale massa van de hydrosfeer innemen, spelen niettemin een rol cruciale rol in de ontwikkeling van de biosfeer, die de belangrijkste bron is van watervoorziening, irrigatie en watervoorziening. De wateren van de hydrosfeer staan ​​in voortdurende interactie met de atmosfeer en de aardkorst (lithosfeer). De interactie van deze wateren en de onderlinge overgangen van de ene soort naar de andere vormen een complexe watercyclus in de biosfeer.

Natuurlijke wateren zijn onderverdeeld in oppervlakte- en ondergrondse wateren. Tegelijkertijd is natuurlijk water een complex, voortdurend veranderend systeem dat minerale en organische stoffen bevat die zich in gesuspendeerde, colloïdale en werkelijk opgeloste toestanden bevinden, evenals gassen. In zwevende toestand bevatten natuurlijke wateren klei-, zand-, gips- en kalkdeeltjes, terwijl in colloïdale toestand - verschillende stoffen organische oorsprong, kiezelzuur, ijzerhydroxide en andere, in echt opgeloste toestand zijn er voornamelijk minerale zouten die het water verrijken met ionen in de vorm van opgeloste gassen - kooldioxide, waterstofsulfide, methaan.

Oppervlaktewateren worden gekarakteriseerd hoge inhoud vooral onoplosbare stoffen organische verbindingen. Naast zand- en kleideeltjes bevatten ze löss, slibachtige stoffen, verschillende carbonaatverbindingen, hydroxiden van aluminium, mangaan en ijzer, hoogmoleculaire organische onzuiverheden van humusoorsprong, soms in de vorm van organo-minerale complexen, plankton, enz. De grootte van zwevende deeltjes varieert van colloïdale tot grove deeltjes. Het gehalte aan zwevende stoffen in oppervlaktewaterbronnen varieert van enkele eenheden tot tienduizenden mg/l.

Grondwater onderscheidt zich, in tegenstelling tot oppervlaktewater, door een kleine hoeveelheid organisch materiaal en een aanzienlijk gehalte aan minerale zouten, en soms opgeloste gassen (H 2 S, CO 2, CH 4). In aanwezigheid van een hydraulische verbinding tussen oppervlakte- en grondwater worden deze laatste gekenmerkt door een verhoogde oxidatiebaarheid. Er bestaat een directe relatie tussen de diepte van het grondwater en de mate van mineralisatie ervan. Grondwater wordt vaak gekenmerkt door een aanzienlijke hardheid en verhoogde inhoud ijzer, mangaan, fluor.

1.5. Lithosfeer, zijn samenstelling en structuur

Lithosfeer(afgeleid van de Griekse woorden lithos - steen en spharia - bol) - buitenste bol de harde schil van de aarde, die grote sterkte heeft en zonder duidelijke grens overgaat in de onderliggende laag - de asthenosfeer (van het Griekse asthenes - zwak). De substantie van de asthenosfeer is in staat tot viskeuze of plastische stroming. Kennelijk vinden in de asthenosfeer processen plaats die horizontale en verticale bewegingen van grote delen van de aardkorst veroorzaken. De dikte van de lithosfeer varieert tussen 50-200 km. Het bovenste deel van de lithosfeer vormt de aardkorst en het onderste deel vormt het bovenste deel van de aardmantel. De grens tussen deze delen van de lithosfeer wordt bepaald door een sprong in de verandering in de voortplantingssnelheid van longitudinale en transversale elastische seismische golven (de zogenaamde Mohorovicic-grens, of oppervlak M).

Onder de aardkorst wordt gewoonlijk verstaan ​​de sialietschil (voornamelijk bestaande uit silica en aluminium) van de aarde, met een gemiddelde dichtheid van ongeveer 2,7 g/cm3. De aardkorst, die, in tegenstelling tot de hydrosfeer, de doorlopende schil van onze planeet is, wordt gekenmerkt door horizontale en verticale heterogeniteit. Op basis van geofysische gegevens over veranderingen in de dichtheid van de aardkorst worden de volgende lagen van boven naar beneden onderscheiden: sedimentair, graniet, basalt. Hun gemiddelde dichtheid is 1,8-2,5; 2,5-2,75; 2,75-3,0 g/cm3 respectievelijk. De gemiddelde dichtheid van de substantie die onder de korst ligt is 3,1-3,3 g/cm3.

Sedimentaire laag voornamelijk samengesteld uit ongewijzigde of licht gewijzigde sedimentaire gesteenten (klei, zandsteen, conglomeraten, kalksteen, dolomiet, gips, enz.) gevormd op het aardoppervlak als gevolg van de herafzetting van verweringsproducten en de vernietiging van oudere gesteenten, chemische en mechanische neerslag uit water , vitale activiteit van organismen. De dikte van de sedimentaire laag is uiterst variabel: op sommige plaatsen is deze afwezig, op andere bereikt hij een dikte van 15-25 km. De gemiddelde dikte is binnen continenten veel groter dan binnen oceanen. Het totale volume van de sedimentaire laag bedraagt ​​ongeveer 10% van het volume van de gehele aardkorst, waarbij het grootste deel van de samenstellende gesteenten op continenten en planken voorkomt.

granieten laag bestaat voornamelijk uit stollingsgesteenten van de granietgroep (rijk aan silica) en metamorfe gesteenten gevormd als gevolg van de sterke verandering (voornamelijk onder invloed van hoge temperatuur en druk) van sedimentair en stollingsgesteente. Het komt vaak voor op het aardoppervlak in de ontwikkelingsgebieden van de oudste lagen van onze planeet. De dikte van de laag bereikt soms 25-30 km.

Basalt laag, bestaat waarschijnlijk voornamelijk uit basisbestanddelen, d.w.z. relatief arm aan silica, gesteenten zoals basalt en metamorfe gesteenten. De dikte ervan is, net als die van de lagen erboven, niet constant. Onder de continenten reikt het 30 km, terwijl het onder de oceaan varieert van 2-3 tot 10-15 km.

De biosfeer omvat alleen het bovenste deel van de aardkorst, en de ondergrens van de biosfeer heeft een onduidelijk, vaag karakter, aangezien de prevalentie van levende organismen vanaf de grens van de lithosfeer met de atmosfeer en de hydrosfeer naar het binnenste van de aarde sterk toeneemt. neemt af. Een duidelijke migratie van leven wordt slechts waargenomen tot een diepte van enkele tientallen meters, maar micro-organismen bereiken met grondwater veel grotere diepten, ongeveer 2-3 km. Er zijn geïsoleerde gevallen waarin micro-organismen worden aangetroffen in oliehoudend water en olie wordt gewonnen door boringen op een diepte van ongeveer 4,5 km. De positie van de rand kan sterk variëren, afhankelijk van geologische structuur terrein, hydrogeologische omstandigheden en geothermische gradiënt. De geothermische gradiënt karakteriseert de temperatuurstijging van de rotsen van de aardkorst met een verdieping per 100 m. Op verschillende plaatsen heeft deze verschillende waarden, meestal variërend van 0,5-1 tot 20 o C, en gemiddeld ongeveer 3 o C. De belangrijkste fysieke factor, die de grenzen bepaalt van de activiteit van micro-organismen in de aardkorst, is temperatuur. De overgrote meerderheid van de micro-organismen is niet bestand tegen langdurige blootstelling aan temperaturen rond de 100 o C. Daarom wordt aangenomen dat de ondergrens van de biosfeer de diepte is waar de temperatuur dichtbij de 100 o C ligt. In werkelijkheid is de verspreiding van het leven niet beperkt. alleen door temperatuuromstandigheden, maar ook door andere factoren en bereikt niet altijd een limiet als gevolg van toenemende temperatuur.

1.6. Bodem: kenmerken, eigenschappen

Pedosfeer- een complexe, specifieke biogene schil van de wereld, gelegen op het land van continenten en ondiepe wateren van zeeën en meren. Het speelt de rol van een aards geomembraan, vergelijkbaar met de functies van biomembranen van levende organismen. Dit is een soort huid van de aarde, waardoor er een constante uitwisseling van materie en energie plaatsvindt tussen de geosferen van de planeet - de atmosfeer, hydrosfeer, lithosfeer en levende organismen van de biosfeer. De bodem – een geomembraan – reguleert deze uitwisseling, waarbij bepaalde stoffen of energiestromen worden doorgelaten en andere worden gereflecteerd, vastgehouden en geabsorbeerd.

Bodem is een bijzondere natuurlijke formatie die een aantal eigenschappen heeft die inherent zijn aan de levende en levenloze natuur; bestaat uit genetisch verwante horizonten (die een bodemprofiel vormen) die het resultaat zijn van de transformatie van de oppervlaktelagen van de lithosfeer onder de gecombineerde werking van water, lucht en organismen; gekenmerkt door vruchtbaarheid. Als gevolg van complexe biologische en chemische interacties op de grens van de bodem en de bovenste lagen van de lithosfeer worden sedimentaire gesteenten gevormd.

De bodemschil werd gevormd als resultaat van de interactie van de geofysische schillen van de planeet; het is een product van de verwerking van oergesteenten en organismen. De bodem heeft vruchtbaarheid ontwikkeld, d.w.z. vermogen om gewassen te produceren.

De grondlegger van de klassieke bodemkunde, V.V. Dokuchaev, gaf de volgende definitie van bodem: het is een speciaal natuurhistorisch lichaam dat de bovenste losse schil van de aardkorst vormt, gevormd onder de gecombineerde invloed van elementen uit de fysisch-geografische omgeving en organismen.

De grond is verticaal niet uniform. Het is een complex van horizonten die verschillen fysieke eigenschappen, kleuring, algemeen uiterlijk, enz. De reeks genetische bodemhorizonten wordt gecombineerd in het concept van ‘bodemprofiel’.

Elke bodem heeft zijn eigen karakteristieke profiel, d.w.z. volgorde en karakter van horizonten. Genetische bodemhorizons zijn nauw verwant en zijn het product van chemische en fysische interactie, accumulatie, migratie en differentiatie van materie tijdens bodemvorming. Het aantal, de combinatie, de mate van expressie en de eigenschappen van deze horizonten zijn stabiel en karakteristieke kenmerken voor bepaalde soorten en variëteiten van bodems.

De dikte van het bodemprofiel hangt af van de omstandigheden van de bodemvorming en van de duur van het bodemvormingsproces. Zo worden in een poolklimaat, waar er ongunstige omstandigheden zijn voor het leven van organismen, lage temperaturen, permafrost en langzame fysische en chemische verwering van rotsen, onderontwikkelde bodems met een dikte van niet meer dan 10-20 cm gevormd.

In een heet, vochtig tropisch klimaat, waar de vitale activiteit van organismen toeneemt en de producten van verwering en bodemvorming niet worden verwijderd door erosieprocessen, bereikt de bodemdikte tientallen meters. Het is dus niet beperkt tot de akkerbouwlaag, maar wordt bepaald door de diepte van de transformerende invloed van terrestrische klimaatfactoren, het wortelsysteem van planten en de bodemfauna.

De bodem heeft specifieke fysische eigenschappen (die rotsen niet hebben): losheid, structuur, waterdoorlatendheid, waterhoudend vermogen, beluchting en absorptievermogen. Door de hoge dispersie kan de bodem verschillende soorten ionen, gassen en dampen in geabsorbeerde toestand vasthouden. De specifieke fysische eigenschappen van de bodem scheppen gunstige omstandigheden voor de ontwikkeling van plantenwortelsystemen en de kolonisatie ervan door hogere en lagere organismen.

De belangrijkste chemische eigenschap van de bodem is de ophoping van humus in de bovenste horizon, een product van de dood van planten, bodemdieren en micro-organismen. De organische stof van humus dient als de materiële basis voor het leven van bodemmicro-organismen. Humus bevat de belangrijkste elementen, waarvan de verbindingen nodig zijn voor plantenvoeding: stikstof, fosfor, kalium, enz.

Bodemvocht bevat verschillende gassen, opgeloste zouten, voedingsstoffen en giftige stoffen. In de bodemlucht werden steeds grotere hoeveelheden kooldioxide, koolwaterstoffen en waterdamp aangetroffen. Bodem is, in tegenstelling tot gesteente, biogeen. Het bovenste deel van het bodemprofiel wordt doordrongen door een massa wortelsystemen, die voortdurend groeien, afsterven, ontbinden en de basis vormen voor het leven van micro-organismen en dieren. In 1 gram grond in de humushorizon zitten honderden miljoenen en miljarden micro-organismen. Talloze insecten en gravende dieren bevolken de bodem dicht en zijn na hun dood een bron van organisch materiaal voor het leven van micro-organismen. Bodembacteriën en schimmels nemen actief deel aan de vorming van humusstoffen, niet-specifieke organische verbindingen, specifieke enzymen, antibiotica en soms toxines.

Bodem is dus een meerfasig, polydispers systeem dat bestaat uit mechanische elementaire deeltjes van verschillende groottes, mineraal of organisch, microaggregaten, grote structurele eenheden en hun groepen. Een aanzienlijk deel van de bodem (ongeveer 50%) wordt ingenomen door de vaste fase. De rest wordt vertegenwoordigd door levende materie, water en lucht.

Tafel 1. Schelpen van de aarde

Definitie.Lithosfeer - Dit is de harde schil van de aarde, bestaande uit de aardkorst en de bovenste laag: de mantel. De dikte varieert bijvoorbeeld op continenten - van 40-80 km, en onder de zeeën en oceanen - 5-10 km. De samenstelling van de aardkorst omvat acht elementen (Tabel 2, Afb. 2-9).

Tafel 2. Samenstelling van de aardkorst

De lithosfeer van de aarde is heterogeen. Veel wetenschappers geloven dat het door diepzeefouten in afzonderlijke stukken is verdeeld: platen. Deze platen zijn voortdurend in beweging. Dankzij de verzachte laag van de mantel is deze beweging niet merkbaar voor de mens, omdat deze heel langzaam plaatsvindt. Maar als platen botsen, ontstaan ​​er aardbevingen en kunnen zich vulkanen en bergketens vormen. Over het algemeen bedraagt ​​het totale landoppervlak van de aarde 148 miljoen km2, waarvan 133 miljoen km2 geschikt is voor leven.

Definitie.Bodem- Dit is de bovenste vruchtbare laag van de aarde, die een leefgebied is voor veel levende organismen. De bodem is de schakel tussen de hydro-, litho- en atmosfeer. De lithosfeer is noodzakelijk voor planten, schimmels, dieren en mensen en daarom is het zo belangrijk om deze te beschermen en te beschermen. Laten we eens kijken naar de belangrijkste bronnen van lithosfeervervuiling (Tabel 3, Afb. 10-14).

Tafel 3. Bronnen van lithosfeervervuiling

Uitlaatgassen bevatten veel zware metalen. Wetenschappers hebben dus berekend dat de grootste hoeveelheid zware metalen voorkomt in die bodems die zich in de nabijheid van snelwegen bevinden; daarin kan de concentratie van zware metalen 30 keer hoger zijn dan normaal. Voorbeelden van zware metalen: lood (Pb), koper (Cu), cadmium (Cd).

Iedereen moet begrijpen hoe belangrijk het is om de leefomgeving van levende organismen zo schoon mogelijk te houden. Met het oog hierop ontwikkelen veel wetenschappers methoden om verontreinigende stoffen te bestrijden (Tabel 4).

Tafel 4. Methoden voor de beheersing van verontreinigende stoffen

Afvalverwerking is dus een probleem voor de hele mensheid: zowel individuele staten als elke persoon.

Definitie.Hydrosfeer- de waterschil van de aarde (schema 1).

Schema 1. Samenstelling van de hydrosfeer

95,98% - zeeën en oceanen;

2% - gletsjers;

2% - grondwater;

0,02% - landwateren: rivieren, meren, moerassen.

De hydrosfeer speelt een cruciale rol in het leven op onze planeet. Het verzamelt warmte en verspreidt deze over alle continenten. Ook worden gasvormige waterdampen gevormd vanaf het oppervlak van de Wereldoceaan, die vervolgens samen met de neerslag op het land vallen. De hydrosfeer heeft dus een wisselwerking met de atmosfeer, waarbij wolken worden gevormd, en met de lithosfeer, waarbij de neerslag samen met de neerslag op de grond valt.

Water- een unieke stof waar geen enkel organisme zonder kan, omdat het deelneemt aan alle stofwisselingsprocessen. Water op aarde kan zich in verschillende aggregatietoestanden bevinden.

Er was eens in water dat de allereerste levende organismen ontstonden. En zelfs vandaag de dag staan ​​alle levende organismen in nauwe relatie met water.

Ze proberen productie- en industriële ondernemingen te concentreren in de nabijheid van watermassa's: rivieren of grote meren. IN moderne wereld water is de belangrijkste factor die de productie bepaalt en er vaak aan deelneemt.

Het belang van de hydrosfeer kan moeilijk worden overschat, vooral nu de groeisnelheid van de watervoorziening en het waterverbruik elke dag toeneemt. Veel staten beschikken niet over drinkwater in de vereiste hoeveelheid, dus het is onze taak om het water schoon te houden.

Laten we eens kijken naar de belangrijkste bronnen van vervuiling in de hydrosfeer (Tabel 5).

Tafel 5. Bronnen van vervuiling van de hydrosfeer

Tafel 6. Maatregelen voor het behoud van schoon water

Tegenwoordig heeft de menselijke factor de belangrijkste invloed op de natuur, op alle levende organismen zonder uitzondering. Maar we mogen niet vergeten dat de biosfeer zonder ons kan, maar dat wij niet zonder kunnen. We moeten leren in harmonie met de natuur te leven, en daarvoor moeten we ecologisch denken cultiveren.

De volgende les zal zich richten op maatregelen die zijn genomen om het leven op aarde te behouden.

Referenties

1. Melchakov LF, Skatnik MN, Natuurlijke historie: leerboek. voor 3, 5 klassen. gem. school - 8e druk. - M.: Onderwijs, 1992. - 240 pp.: ill.
2. Pakulova V.M., Ivanova N.V. Natuur: levenloos en levend 5. - M.: Trap.
3. Eskov K.Yu. en anderen / red. Vakhrusheva AA Natuurlijke historie 5. - M.: Balass.

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

Huiswerk

1. Melchakov LF, Skatnik MN, Natuurlijke historie: leerboek. voor 3, 5 klassen. gem. school - 8e druk. - M.: Onderwijs, 1992. - p. 233, opdrachtvragen. 1 - 3.
2. Vertel ons wat u weet over methoden om lithosferische verontreinigende stoffen te bestrijden.
3. Vertel ons over methoden voor het behoud van een schone hydrosfeer.
4. * Maak een samenvatting

Laten we de componenten van de biosfeer in meer detail bekijken.

Aardkorst - het is een solide schil die in de loop van de geologische tijd is getransformeerd en die het bovenste deel van de lithosfeer van de aarde vormt. Een aantal mineralen in de aardkorst (kalksteen, krijt, fosforieten, olie, steenkool, enz.) zijn ontstaan ​​uit de weefsels van dode organismen. Het is een paradoxaal feit dat relatief kleine levende organismen verschijnselen op geologische schaal konden veroorzaken, wat wordt verklaard door hun hoge reproductievermogen. Het choleravirion kan bijvoorbeeld onder gunstige omstandigheden in slechts 1,75 dagen een massa materie creëren die gelijk is aan de massa van de aardkorst! Er kan worden aangenomen dat in de biosferen van voorgaande tijdperken enorme hoeveelheden levende materie zich over de planeet hebben verplaatst en als gevolg van de vernietiging voorraden olie, steenkool, enz. hebben gevormd.

De biosfeer bestaat doordat dezelfde atomen steeds opnieuw worden gebruikt. Tegelijkertijd is het aandeel van 10 elementen in de eerste helft van het periodiek systeem (zuurstof - 29,5%, natrium, magnesium - 12,7%, aluminium, silicium - 15,2%, zwavel, kalium, calcium, ijzer - 34,6%) is goed voor 99% van de totale massa van onze planeet (de massa van de aarde is 5976 * 10 21 kg), en 1% is het aandeel van andere elementen. Het belang van deze elementen is echter zeer groot: ze spelen een essentiële rol in levende materie.

V.I. Vernadsky verdeelde alle elementen van de biosfeer in 6 groepen, die elk bepaalde functies vervullen in het leven van de biosfeer. Eerste groep – inerte gassen (helium, krypton, neon, argon, xenon). Tweede groep – edele metalen (ruthenium, palladium, platina, osmium, iridium, goud). In de aardkorst zijn de elementen van deze groepen chemisch inactief, hun massa is onbeduidend (4,4 * 10 -4% van de massa van de aardkorst) en hun deelname aan de vorming van levende materie is slecht bestudeerd. De derde groep zijn de lanthaniden (14 chemische elementen - metalen) vormen 0,02% van de massa van de aardkorst en hun rol in de biosfeer is niet onderzocht. Vierde groep – radioactieve elementen zijn de belangrijkste bron van de vorming van interne warmte van de aarde en beïnvloeden de groei van levende organismen (0,0015% van de massa van de aardkorst). Enkele elementen vijfde groep - verspreide elementen (0,027% van de aardkorst) - spelen een belangrijke rol in het leven van organismen (bijvoorbeeld jodium en broom). De grootste zesde groep verzinnen cyclische elementen , die, na een reeks transformaties in geochemische processen te hebben ondergaan, terugkeren naar hun oorspronkelijke chemische toestand. Deze groep omvat 13 lichte elementen (waterstof, koolstof, stikstof, zuurstof, natrium, magnesium, aluminium, silicium, fosfor, zwavel, chloor, kalium, calcium) en één zwaar element (ijzer).

Biota is een verzameling van alle soorten planten, dieren en micro-organismen. Biota is een actief onderdeel van de biosfeer en bepaalt alle belangrijkste chemische reacties, waardoor de belangrijkste gassen van de biosfeer ontstaan ​​(zuurstof, stikstof, koolmonoxide, methaan) en kwantitatieve relaties daartussen worden gelegd. Biota produceert continu biogene mineralen en handhaaft een constante chemische samenstelling van het oceaanwater. De massa bedraagt ​​niet meer dan 0,01% van de massa van de gehele biosfeer en wordt beperkt door de hoeveelheid koolstof in de biosfeer. De belangrijkste biomassa bestaat uit groene landplanten – ongeveer 97%, en de biomassa uit dieren en micro-organismen – 3%.

De biota bestaat voornamelijk uit cyclische elementen. Vooral de rol van elementen als koolstof, stikstof en waterstof is belangrijk, waarvan het percentage in biota hoger is dan in de aardkorst (60 keer koolstof, 10 keer stikstof en waterstof). De figuur toont een diagram van een gesloten koolstofcyclus. Alleen dankzij de circulatie van basiselementen in dergelijke cycli (voornamelijk koolstof) is het bestaan ​​van leven op aarde mogelijk.

Vervuiling van de lithosfeer. Het leven, de biosfeer en de belangrijkste schakel in het mechanisme ervan – de bodembedekking, gewoonlijk de aarde genoemd – vormen het unieke karakter van onze planeet in het universum. En in de evolutie van de biosfeer, in de verschijnselen van het leven op aarde, is het belang van bodembedekking (land, ondiepe wateren en plat) als speciale planetaire schil steevast toegenomen.

Bodembedekking is de belangrijkste natuurlijke formatie. De rol ervan in het maatschappelijk leven wordt bepaald door het feit dat de bodem de belangrijkste voedselbron is en 95-97% van de voedselbronnen voor de wereldbevolking levert. Een bijzondere eigenschap van de bodembedekking is de vruchtbaarheid , wat wordt opgevat als een reeks bodemeigenschappen die de gewasopbrengsten garanderen. De natuurlijke vruchtbaarheid van de bodem hangt samen met de toevoer van voedingsstoffen erin en het water-, lucht- en thermische regime ervan. De bodem voorziet in de behoefte van de planten aan water en stikstofvoeding, omdat het de belangrijkste factor is in hun fotosynthetische activiteit. De bodemvruchtbaarheid hangt ook af van de hoeveelheid zonne-energie die zich daarin ophoopt. De bodembedekking behoort tot een zelfregulerend biologisch systeem, dat het belangrijkste onderdeel is van de biosfeer als geheel. Levende organismen, planten en dieren die de aarde bewonen, vangen zonne-energie op in de vorm van fyto- of zoommassa. De productiviteit van terrestrische ecosystemen hangt af van de thermische en waterbalansen van het aardoppervlak, die de verscheidenheid aan vormen van uitwisseling van energie en materie binnen de geografische grenzen van de planeet bepalen.

Er moet bijzondere aandacht worden besteed aan de hulpbronnen van het land. Het landoppervlak van de wereld bedraagt ​​149 miljoen km2, oftewel 86,5% van het landoppervlak. Bouwland en meerjarige aanplant als onderdeel van landbouwgrond beslaan momenteel ongeveer 15 miljoen km 2 (10% van het land), hooilanden en weilanden - 37,4 miljoen km 2 (25%) wordt op verschillende manieren geschat onderzoekers op verschillende manieren: van 25 tot 32 miljoen km 2. De landvoorraden van de planeet maken het mogelijk om voedsel te leveren aan meer mensen dan er nu zijn en in de nabije toekomst zal zijn. Tegelijkertijd neemt als gevolg van de bevolkingsgroei, vooral in de ontwikkelingslanden, de hoeveelheid bouwland per hoofd van de bevolking af. Nog maar 10 tot 15 jaar geleden bedroeg de mentale voorziening van bouwland voor de aardbevolking 0,45 tot 0,5 hectare, momenteel is dat al 0,35 tot 37 hectare.

Alle materiële componenten van de lithosfeer die geschikt zijn voor consumptie en in de economie worden gebruikt als grondstof of energiebron, worden genoemd minerale hulpbronnen . Minerale grondstoffen kunnen dat wel zijn erts , als er metalen uit worden gewonnen, en niet-metaalachtig , als niet-metalen componenten (fosfor etc.) daaruit worden gewonnen of als bouwmateriaal worden gebruikt.

Als minerale rijkdommen worden gebruikt als brandstof (kolen, olie, gas, schalieolie, turf, hout, kernenergie) en tegelijkertijd als energiebron in motoren voor het opwekken van stoom en elektriciteit, dan worden ze genoemd brandstoffen en energiebronnen .

Hydrosfeer . Water beslaat het overheersende deel van de biosfeer van de aarde (71% van het aardoppervlak) en vormt ongeveer 4% van de massa van de aardkorst. De gemiddelde dikte is 3,8 km, de gemiddelde diepte is 3554 m, oppervlakte: 1350 miljoen km 2 - oceanen, 35 miljoen km 2 - zoet water.

De massa oceaanwater is verantwoordelijk voor 97% van de massa van de gehele hydrosfeer (2 * 10,21 kg). De rol van de oceaan in het leven in de biosfeer is enorm: de belangrijkste chemische reacties vinden daarin plaats, waardoor de productie van biomassa en de chemische zuivering van de biosfeer ontstaan. Dus in 40 dagen passeert een oppervlaktelaag van vijfhonderd meter water in de oceaan het planktonfiltratieapparaat, en daarom wordt (rekening houdend met vermenging) het hele jaar door al het oceaanwater in de oceaan gezuiverd. Alle componenten van de hydrosfeer (waterdamp van de atmosfeer, water van de zeeën, rivieren, meren, gletsjers, moerassen, grondwater) zijn voortdurend in beweging en vernieuwing.

Water is de basis van biota (levende materie bestaat voor 70% uit water) en het belang ervan voor het leven in de biosfeer is doorslaggevend. De belangrijkste functies van water kunnen worden genoemd als:

1. biomassaproductie;

2. chemische zuivering van de biosfeer;

3. het waarborgen van de koolstofbalans;

4. klimaatstabilisatie (water fungeert als buffer bij thermische processen op de planeet).

Het enorme belang van de wereldoceaan ligt in het feit dat deze met zijn fytoplankton bijna de helft van alle zuurstof in de atmosfeer produceert, d.w.z. is een soort ‘long’ van de planeet. Tegelijkertijd absorberen planten en micro-organismen van de oceaan, door het proces van fotosynthese, jaarlijks een aanzienlijk groter deel van de koolstofdioxide dan planten op het land absorberen.

Levende organismen van de oceaan – hydrobionaten - zijn onderverdeeld in drie ecologische hoofdgroepen: plankton, nekton en benthos. Plankton – een verzameling planten (fytoplankton), levende organismen (zoöplankton) en bacteriën (bacterioplankton) die passief drijven en worden getransporteerd door zeestromingen. Nekton is een groep actief zwemmende levende organismen die zich over lange afstanden verplaatsen (vissen, walvisachtigen, zeehonden, zeeslangen en schildpadden, inktvissen, octopussen, enz.). Benthos – dit zijn organismen die op de zeebodem leven: zittend (koralen, algen, sponzen); gravers (wormen, weekdieren); kruipen (schaaldieren, stekelhuidigen); helemaal onderaan vrij zwevend. De kustgebieden van oceanen en zeeën zijn het rijkst aan benthos.

De oceanen van de wereld zijn een bron van enorme minerale hulpbronnen. Er worden nu al olie, gas, 90% broom, 60% magnesium, 30% keukenzout, enz. uit gewonnen. De oceaan bevat enorme voorraden goud, platina, fosforieten, ijzer- en mangaanoxiden en andere mineralen. Het mijnbouwniveau in de oceaan neemt voortdurend toe.

Vervuiling van de hydrosfeer. In veel delen van de wereld is de toestand van waterlichamen een grote zorg. Niet voor niets wordt watervervuiling nu beschouwd als de ernstigste bedreiging voor het milieu. Het riviernetwerk functioneert feitelijk als het natuurlijke rioolstelsel van de moderne beschaving.

De binnenzeeën zijn het meest vervuild. Ze hebben een langere kustlijn en zijn daardoor gevoeliger voor vervuiling. De opgebouwde ervaring met de strijd voor schone zeeën geeft aan dat dit een onvergelijkbaar moeilijkere taak is dan de bescherming van rivieren en meren.

Waterverontreinigingsprocessen worden veroorzaakt door verschillende factoren. De belangrijkste zijn: 1) lozing van onbehandeld afvalwater in waterlichamen; 2) het wegspoelen van giftige chemicaliën door regenval; 3) gas- en rookemissies; 4) lekkage van olie en aardolieproducten.

De grootste schade aan waterlichamen wordt veroorzaakt door het vrijkomen van onbehandeld afvalwater daarin - industrieel, gemeentelijk, drainage, enz. Industrieel afvalwater vervuilt ecosystemen met verschillende componenten, afhankelijk van de specifieke kenmerken van industrieën.

Het niveau van vervuiling van de Russische zeeën (met uitzondering van de Witte Zee), volgens het Staatsrapport “Over de staat van het milieu van de Russische Federatie”, uit 1998. de maximaal toegestane concentratie voor het gehalte aan koolwaterstoffen, zware metalen en kwik overschreden; oppervlakteactieve stoffen (oppervlakteactieve stoffen) gemiddeld 3-5 keer.

Het vrijkomen van verontreinigende stoffen op de oceaanbodem heeft een ernstige impact op de aard van biochemische processen. In dit opzicht is de beoordeling van de milieuveiligheid tijdens de geplande winning van mineralen uit de oceaanbodem, met name ijzer-mangaanknollen die mangaan, koper, kobalt en andere waardevolle metalen bevatten, van bijzonder belang. Tijdens het langdurig harken van de bodem zal de mogelijkheid van leven op de oceaanbodem worden vernietigd, en het vrijkomen van stoffen die van de bodem naar de oppervlakte worden gehaald kan een schadelijk effect hebben op de luchtatmosfeer van de regio.

Het enorme volume van de Wereldoceaan duidt op de onuitputtelijkheid van de natuurlijke hulpbronnen van de planeet. Bovendien verzamelt de Wereldoceaan landrivierwater en ontvangt jaarlijks ongeveer 39 duizend km 3 water. De opkomende vervuiling van de Wereldoceaan dreigt het natuurlijke proces van vochtcirculatie in zijn meest kritische schakel te verstoren: de verdamping van het oceaanoppervlak.

In de Watercode van de Russische Federatie wordt het concept “ watervoorraden ” wordt gedefinieerd als “de reserves aan oppervlakte- en grondwater gelegen in waterlichamen die worden gebruikt of kunnen worden gebruikt.” Water is een essentieel onderdeel van het milieu, een hernieuwbare, beperkte en kwetsbare natuurlijke hulpbron, die in de Russische Federatie wordt gebruikt en beschermd als basis voor het leven en de activiteit van de volkeren die op haar grondgebied wonen, en die het economische, sociale en ecologische welzijn waarborgt van de bevolking, het bestaan ​​van flora en fauna.

Elk waterlichaam of waterbron is verbonden met zijn omgeving. externe omgeving. Het wordt beïnvloed door de omstandigheden voor de vorming van oppervlakte- of ondergrondse waterstroming, verschillende natuurverschijnselen, industrie, industriële en gemeentelijke bouw, transport, economische en huishoudelijke menselijke activiteiten. Het gevolg van deze invloeden is de introductie van nieuwe, ongebruikelijke stoffen in het aquatisch milieu – verontreinigende stoffen die de kwaliteit van het water verslechteren. Verontreinigende stoffen die in het aquatisch milieu terechtkomen, worden op verschillende manieren geclassificeerd, afhankelijk van de aanpak, criteria en doelstellingen. Zo worden chemische, fysische en biologische verontreinigingen doorgaans geïsoleerd. Chemische vervuiling is een verandering in de natuurlijke chemische eigenschappen van water als gevolg van een toename van het gehalte aan schadelijke onzuiverheden daarin, zowel anorganisch (minerale zouten, zuren, alkaliën, kleideeltjes) als organisch (olie en olieproducten, organische residuen, oppervlakteactieve stoffen , pesticiden).

Ondanks de enorme bedragen die worden uitgegeven aan de bouw van zuiveringsinstallaties, blijven veel rivieren nog steeds vervuild, vooral in stedelijke gebieden. Vervuilingsprocessen hebben zelfs de Wereldoceaan aangetast. En dit lijkt niet verrassend, aangezien iedereen die in de rivieren viel verontreinigende stoffen uiteindelijk de oceaan in rennen en deze bereiken als ze moeilijk te ontbinden zijn.

De gevolgen voor het milieu van de vervuiling van mariene ecosystemen komen tot uiting in de volgende processen en verschijnselen:

verstoring van de stabiliteit van ecosystemen;

progressieve eutrofiëring;

het verschijnen van “rode getijden”;

accumulatie van chemische toxische stoffen in biota;

afname van de biologische productiviteit;

het voorkomen van mutagenese en carcinogenese in het mariene milieu;

microbiologische vervuiling van kustgebieden van de wereld.

Het beschermen van het aquatische ecosysteem is een complexe en zeer belangrijke kwestie. Voor dit doel wordt het volgende voorzien maatregelen ter bescherming van het milieu:

– ontwikkeling van afval- en watervrije technologieën; introductie vanen;

– afvalwaterzuivering (industrieel, gemeentelijk, enz.);

– injectie van afvalwater in diepe watervoerende lagen;

– zuivering en desinfectie van oppervlaktewater dat wordt gebruikt voor de watervoorziening en andere doeleinden.

De belangrijkste vervuiler van oppervlaktewater is afvalwater, dus de ontwikkeling en implementatie van effectieve methoden voor de behandeling van afvalwater lijkt een zeer urgente en voor het milieu belangrijke taak te zijn. De meest effectieve manier om oppervlaktewater te beschermen tegen vervuiling door afvalwater is de ontwikkeling en implementatie van waterloze en afvalvrije productietechnologie, waarvan de eerste fase het creëren van een gerecyclede watervoorziening is.

Bij het organiseren van een romvat het een aantal behandelingsfaciliteiten en installaties, waardoor het mogelijk wordt een gesloten kringloop te creëren voor het gebruik van industrieel en huishoudelijk afvalwater. Bij deze manier van waterzuivering is afvalwater voortdurend in circulatie en is het binnendringen in oppervlaktewaterlichamen volledig uitgesloten.

Vanwege de enorme diversiteit in de samenstelling van het afvalwater zijn er verschillende manieren hun zuivering: mechanisch, fysisch-chemisch, chemisch, biologisch, enz. Afhankelijk van de mate van schadelijkheid en de aard van de verontreinigingen kan de afvalwaterzuivering worden uitgevoerd met behulp van één methode of een reeks methoden (gecombineerde methode). Het behandelingsproces omvat het behandelen van slib (of overtollige biomassa) en het desinfecteren van afvalwater voordat het in een reservoir wordt geloosd.

De laatste jaren nieuw effectieve methoden, wat bijdraagt ​​aan de milieuvriendelijkheid van afvalwaterzuiveringsprocessen:

– elektrochemische methoden gebaseerd op de processen van anodische oxidatie en kathodische reductie, elektrocoagulatie en elektroflotatie;

– membraanzuiveringsprocessen (ultrafilters, elektrodialyse en andere);

– magnetische behandeling, waardoor de flotatie van zwevende deeltjes kan worden verbeterd;

– stralingszuivering van water, waardoor verontreinigende stoffen in de kortst mogelijke tijd worden onderworpen aan oxidatie, coagulatie en ontbinding;

– ozonisatie, waarbij afvalwater er worden geen stoffen gevormd die natuurlijke biochemische processen negatief beïnvloeden;

– introductie van nieuwe selectieve typen voor de selectieve isolatie van nuttige componenten uit afvalwater met het oog op recycling, en andere.

Het is bekend dat pesticiden en meststoffen die worden weggespoeld door oppervlakkige afvloeiing van landbouwgrond een rol spelen bij de verontreiniging van waterlichamen. Om te voorkomen dat vervuilend afval in waterlichamen terechtkomt, is een reeks maatregelen vereist, waaronder:

naleving van normen en deadlines voor het toepassen van meststoffen en pesticiden;

focale en bandbehandeling met pesticiden in plaats van continue;

het aanbrengen van meststoffen in de vorm van korrels en indien mogelijk samen met irrigatiewater;

vervanging van pesticiden door biologische methoden voor gewasbescherming.

Maatregelen om de wateren, de zeeën en de Wereldoceaan te beschermen bestaan ​​uit het wegnemen van de oorzaken van de verslechtering van de waterkwaliteit en de vervuiling. Tijdens de exploratie en ontwikkeling van olie- en gasvelden op het continentaal plat moeten speciale maatregelen worden genomen om zeewaterverontreiniging te voorkomen. Het is noodzakelijk een verbod in te voeren op de lozing van giftige stoffen in de oceaan en een moratorium op het testen van kernwapens te handhaven.

Sfeer – de luchtomgeving rond de aarde, de massa is ongeveer 5,15 * 10 18 kg. Het heeft een gelaagde structuur en bestaat uit verschillende bollen, waartussen zich overgangslagen bevinden - pauzes. De hoeveelheid lucht en temperatuurverandering in de bollen.

Afhankelijk van de temperatuurverdeling is de atmosfeer verdeeld in:

– troposfeer (de lengte in hoogte op de middelste breedtegraden is 10-12 km boven zeeniveau, op de polen - 7-10, boven de evenaar - 16-18 km, meer dan 4/5 van de massa van de aardse atmosfeer is hier geconcentreerd Door de ongelijkmatige verwarming van het aardoppervlak worden krachtige verticale luchtstromen in de troposfeer gevormd, instabiliteit van temperatuur, relatieve vochtigheid en druk worden opgemerkt, de luchttemperatuur in de troposfeer daalt met 0,6 o C per 100 m en hoogte; varieert van +40 tot –50 o C);

– stratosfeer (heeft een lengte van ongeveer 40 km, de lucht daarin is ijl, de luchtvochtigheid is laag, de luchttemperatuur is van –50 tot 0 o C op een hoogte van ongeveer 50 km; in de stratosfeer, onder invloed van kosmische straling en het kortegolfgedeelte van de ultraviolette straling van de zon, luchtmoleculen worden geïoniseerd, wat resulteert in de vorming van een ozonlaag op een hoogte van 25-40 km);

– mesosfeer (van 0 tot –90 o C op een hoogte van 50-55 km);

– thermosfeer (het wordt gekenmerkt door een voortdurende temperatuurstijging met toenemende hoogte - op een hoogte van 200 km 500 o C, en op een hoogte van 500-600 km overschrijdt het 1500 o C; in de thermosfeer zijn gassen zeer ijl, hun moleculen bewegen met hoge snelheid, maar botsen zelden met elkaar en kunnen daarom zelfs geen lichte verwarming van het hier gelegen lichaam veroorzaken);

– exosfeer (van enkele honderden km).

Ongelijkmatige verwarming draagt ​​bij aan de algemene circulatie van de atmosfeer, die het weer en klimaat op aarde beïnvloedt.

De gassamenstelling van de atmosfeer is als volgt: stikstof (79,09%), zuurstof (20,95%), argon (0,93%), kooldioxide (0,03%) en een kleine hoeveelheid inerte gassen (helium, neon, krypton, xenon) , ammoniak, methaan, waterstof, enz. De onderste lagen van de atmosfeer (20 km) bevatten waterdamp, waarvan de hoeveelheid snel afneemt met de hoogte. Op een hoogte van 110-120 km wordt bijna alle zuurstof atomair. Aangenomen wordt dat stikstof zich boven de 400-500 km in atomaire toestand bevindt. De zuurstof-stikstofsamenstelling blijft ongeveer tot een hoogte van 400-600 km behouden. De ozonlaag, die levende organismen beschermt tegen schadelijke kortegolfstraling, bevindt zich op een hoogte van 20-25 km. Boven de 100 km neemt het aandeel lichte gassen toe, en op zeer grote hoogte overheersen helium en waterstof; Sommige gasmoleculen vallen uiteen in atomen en ionen en vormen zich ionosfeer . De luchtdruk en dichtheid nemen af ​​met de hoogte.

Luchtverontreiniging. De atmosfeer heeft een enorme impact op biologische processen op het land en in waterlichamen. De zuurstof die het bevat, wordt gebruikt bij het ademhalingsproces van organismen en tijdens de mineralisatie van organisch materiaal wordt kooldioxide verbruikt tijdens de fotosynthese door autotrofe planten, ozon vermindert de ultraviolette straling van de zon, wat schadelijk is voor organismen. Bovendien helpt de atmosfeer de hitte van de aarde te behouden, reguleert het klimaat, ontvangt gasvormige stofwisselingsproducten, transporteert waterdamp rond de planeet, enz. Zonder atmosfeer is het bestaan ​​van complexe organismen onmogelijk. Daarom zijn en blijven de kwesties van het voorkomen van luchtverontreiniging altijd relevant.

Om de samenstelling en vervuiling van de atmosfeer te beoordelen, wordt het concept concentratie (C, mg/m3) gebruikt.

Schone natuurlijke lucht heeft de volgende samenstelling (in % vol): stikstof 78,8%; zuurstof 20,95%; argon 0,93%; CO2 0,03%; overige gassen 0,01%. Er wordt aangenomen dat deze samenstelling moet overeenkomen met lucht op een hoogte van 1 m boven het oceaanoppervlak, ver van de kust.

Net als bij alle andere componenten van de biosfeer zijn er twee belangrijke bronnen van vervuiling van de atmosfeer: natuurlijk en antropogeen (kunstmatig). De volledige classificatie van bronnen van vervuiling kan worden weergegeven volgens het bovenstaande structurele diagram: industrie, transport, energie - de belangrijkste bronnen van luchtvervuiling. Op basis van de aard van hun impact op de biosfeer kunnen luchtverontreinigende stoffen in 3 groepen worden verdeeld: 1) stoffen die de opwarming van de aarde beïnvloeden; 2) het vernietigen van biota; 3) het vernietigen van de ozonlaag.

Laten we kort de kenmerken van enkele luchtverontreinigende stoffen noteren.

Aan de vervuilers eerste groep moet CO 2, lachgas, methaan en freonen omvatten. Bij het creëren van " broeikaseffect » de belangrijkste bijdrage wordt geleverd door kooldioxide, waarvan de concentratie jaarlijks met 0,4% toeneemt (het broeikaseffect wordt in hoofdstuk 3.3 nader besproken). Vergeleken met het midden van de 19e eeuw steeg het CO 2 -gehalte met 25% en het lachgas met 19%.

Freonen – chemische verbindingen die ongebruikelijk zijn voor de atmosfeer en die als koelmiddel worden gebruikt, zijn verantwoordelijk voor 25% van het broeikaseffect in de jaren negentig. Uit berekeningen blijkt dat, ondanks het Montreal-akkoord van 1987. over het beperken van het gebruik van freonen tegen 2040. de concentratie van de belangrijkste freons zal aanzienlijk toenemen (chloorfluorkoolstof van 11 naar 77%, chloorfluorkoolstof - van 12 naar 66%), wat zal leiden tot een toename van het broeikaseffect met 20%. De toename van het methaangehalte in de atmosfeer vond licht plaats, maar de specifieke bijdrage van dit gas is ongeveer 25 keer groter dan die van koolstofdioxide. Als we de stroom van broeikasgassen in de atmosfeer niet stoppen, zullen de gemiddelde jaartemperaturen op aarde dalen tot eind XXI eeuw zal de temperatuur gemiddeld met 2,5-5°C stijgen. Noodzakelijk: verminder de verbranding van koolwaterstofbrandstoffen en ontbossing. Dit laatste is gevaarlijk; het leidt niet alleen tot een toename van koolstof in de atmosfeer, maar zal ook leiden tot een afname van het assimilatievermogen van de biosfeer.

Aan de vervuilers tweede groep moet zwaveldioxide, zwevende stoffen, ozon, koolmonoxide, stikstofoxide en koolwaterstoffen omvatten. Van deze stoffen in gasvormige toestand wordt de grootste schade aan de biosfeer veroorzaakt door zwaveldioxide en stikstofoxiden, die tijdens chemische reacties worden omgezet in kleine kristallen van zwavel- en salpeterzuurzouten. Het meest acute probleem is de luchtverontreiniging met zwavelhoudende stoffen. Zwaveldioxide heeft een schadelijk effect op planten. SO 2 komt het blad binnen tijdens de ademhaling en remt de vitale activiteit van cellen. In dit geval worden de bladeren van de planten eerst bedekt met bruine vlekken en drogen ze vervolgens uit.

Zwaveldioxide en andere zwavelverbindingen irriteren het slijmvlies van de ogen en de luchtwegen. Langdurige blootstelling aan lage concentraties SO 2 leidt tot chronische gastritis, hepatopathie, bronchitis, laryngitis en andere ziekten. Er zijn aanwijzingen voor een verband tussen het SO 2 -gehalte in de lucht en het sterftecijfer als gevolg van longkanker.

In de atmosfeer wordt SO 2 geoxideerd tot SO 3. Oxidatie vindt katalytisch plaats onder invloed van sporenmetalen, voornamelijk mangaan. Bovendien kan gasvormig SO 2 opgelost in water worden geoxideerd door ozon of waterstofperoxide. In combinatie met water vormt zich SO 3 zwavelzuur, dat sulfaten vormt met metalen die in de atmosfeer aanwezig zijn. Het biologische effect van zure sulfaten bij gelijke concentraties is groter dan van SO 2. Zwaveldioxide komt enkele uren tot meerdere dagen in de atmosfeer voor, afhankelijk van de vochtigheid en andere omstandigheden.

Over het algemeen dringen aërosolen van zouten en zuren de gevoelige weefsels van de longen binnen, verwoesten bossen en meren, verminderen de oogsten en vernietigen gebouwen, architectonische en archeologische monumenten. Zwevende vaste stoffen vormen een gevaar voor de volksgezondheid dat groter is dan dat van zure aerosolen. Dit is vooral het gevaar van grote steden. Bijzonder schadelijke vaste stoffen worden aangetroffen in de uitlaatgassen van diesel- en tweetaktbenzinemotoren. Het meeste fijnstof in de lucht van industriële oorsprong in ontwikkelde landen wordt met succes opgevangen met allerlei technische middelen.

Ozon in de grondlaag ontstaat als gevolg van de interactie van koolwaterstoffen die worden gevormd tijdens de onvolledige verbranding van brandstof in automotoren en die vrijkomen tijdens veel productieprocessen met stikstofoxiden. Dit is een van de gevaarlijkste verontreinigende stoffen die de luchtwegen aantasten. Het is het meest intens bij warm weer.

Koolmonoxide, stikstofoxiden en koolwaterstoffen komen voornamelijk via de uitlaatgassen van voertuigen in de atmosfeer terecht. Alle genoemde chemische verbindingen hebben een destructief effect op ecosystemen bij concentraties die zelfs lager zijn dan die voor mensen aanvaardbaar zijn, namelijk: ze verzuren waterbassins, doden daarin levende organismen, vernietigen bossen en verminderen de landbouwopbrengsten (vooral ozon is gevaarlijk). Studies in de VS hebben aangetoond dat de huidige ozonconcentraties de opbrengst van sorghum en maïs met 1% verminderen, die van katoen en sojabonen met 7% en luzerne met meer dan 30%.

Verontreinigende stoffen die de ozonlaag in de stratosfeer vernietigen, zijn onder meer freonen, stikstofverbindingen en uitlaatgassen van supersonische vliegtuigen en raketten.

De belangrijkste bron van chloor in de atmosfeer worden beschouwd als chloorfluorkoolwaterstoffen, die op grote schaal als koelmiddelen worden gebruikt. Ze worden niet alleen gebruikt in koelunits, maar ook in talloze huishoudelijke spuitbussen met verf, vernis en insecticiden. Freonmoleculen zijn resistent en kunnen vrijwel zonder veranderingen met atmosferische massa's over grote afstanden worden getransporteerd. Op een hoogte van 15 tot 25 km (de zone met het maximale ozongehalte) worden ze blootgesteld aan ultraviolette straling en vervallen ze tot atomair chloor.

Er is vastgesteld dat het verlies van de ozonlaag de afgelopen tien jaar op de polaire gebieden 12 à 15% en op de middelste breedtegraden 4 à 8% bedroeg. In 1992 werden verbluffende resultaten vastgesteld: op de breedtegraad van Moskou werden gebieden ontdekt met een verlies van de ozonlaag tot 45%. Als gevolg van de toegenomen ultraviolette zonnestraling is er nu al sprake van een afname van de gewasopbrengsten in Australië en Nieuw-Zeeland, en van een toename van het aantal gevallen van huidkanker.

Door de mens gemaakte stoffen uit de biosfeer die een schadelijk effect hebben op de biota worden als volgt geclassificeerd (er wordt een algemene classificatie gegeven die niet alleen geldig is voor gasvormige stoffen). Afhankelijk van de mate van gevaar worden alle schadelijke stoffen onderverdeeld in vier klassen (Tabel 2):

I – uiterst gevaarlijke stoffen;

II – zeer gevaarlijke stoffen;

III – matig gevaarlijke stoffen;

IV – stoffen met een laag risico.

Een schadelijke stof wordt ingedeeld in een gevarenklasse op basis van de indicator waarvan de waarde overeenkomt met de hoogste gevarenklasse.

Hier: A) - een concentratie die, tijdens het dagelijks werken (behalve in het weekend) gedurende 8 uur, of een andere duur, maar niet meer dan 41 uur per week, gedurende de gehele werkperiode, geen ziekten of gezondheidsafwijkingen kan veroorzaken die door modern onderzoek zijn ontdekt methoden in het arbeidsproces of op de lange termijn van het leven van de huidige en volgende generaties;

B) – een dosis van een stof die de dood van 50% van de dieren veroorzaakt met een enkele injectie in de maag;

B) – een dosis van een stof die bij één enkele toepassing op de huid de dood van 50% van de dieren veroorzaakt;

D) – concentratie van een stof in de lucht die de dood van 50% van de dieren veroorzaakt na 2-4 uur blootstelling door inademing;

E) – de verhouding tussen de maximaal toegestane concentratie van een schadelijke stof in de lucht bij 20 o C en de gemiddelde dodelijke concentratie voor muizen;

E) – de verhouding van de gemiddelde dodelijke concentratie van een schadelijke stof tot de minimale (drempel)concentratie die een verandering in biologische parameters op het niveau van het hele organisme veroorzaakt, die de grenzen van adaptieve fysiologische reacties overschrijdt;

G) – De verhouding tussen de minimale (drempel)concentratie die een verandering in biologische parameters op het niveau van het hele organisme veroorzaakt, voorbij de grenzen van adaptieve fysiologische reacties, en de minimale (drempel)concentratie die een schadelijk effect veroorzaakt bij een chronische experimenteer gedurende 4 uur, 5 keer per week gedurende minimaal 4 x maanden.

Tabel 2 Classificatie van gevaarlijke stoffen

Het gevaar van luchtverontreinigende stoffen voor de menselijke gezondheid hangt niet alleen af ​​van het gehalte ervan in de lucht, maar ook van de gevarenklasse. Voor een vergelijkende beoordeling van de atmosfeer van steden en regio’s, rekening houdend met de gevarenklasse van verontreinigende stoffen, wordt de luchtverontreinigingsindex gebruikt.

Enkelvoudige en complexe luchtverontreinigingsindexen kunnen worden berekend voor verschillende tijdsintervallen - voor een maand, een jaar. In dit geval gebruiken de berekeningen de gemiddelde maandelijkse en gemiddelde jaarlijkse concentraties van verontreinigende stoffen.

Voor de verontreinigende stoffen waarvoor geen MPC’s zijn opgesteld ( maximaal toelaatbare concentratie ), is geïnstalleerd voorlopig veilige blootstellingsniveaus (SCHOEN). In de regel wordt dit verklaard door het feit dat de ervaring met het gebruik ervan niet is opgebouwd, voldoende om de langetermijngevolgen van hun impact op de bevolking te beoordelen. Als tijdens technologische processen stoffen vrijkomen en in de lucht terechtkomen waarvoor geen goedgekeurde maximaal toelaatbare concentraties of veiligheidsnormen bestaan, zijn bedrijven verplicht contact op te nemen met de territoriale instanties van het Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen om tijdelijke normen vast te stellen. Bovendien zijn voor sommige stoffen die af en toe de lucht verontreinigen slechts eenmalige maximaal toelaatbare concentraties vastgesteld (bijvoorbeeld voor formaldehyde).

Voor sommige zware metalen is niet alleen het gemiddelde dagelijkse gehalte in de atmosferische lucht (MPC ss), maar ook de maximaal toelaatbare concentratie voor enkele metingen (MPC rz) in de lucht van het werkgebied gestandaardiseerd (bijvoorbeeld voor lood - MAC ss = 0,0003 mg/m 3 en MPC rz = 0,01 mg/m 3).

Toegestane concentraties van stof en pesticiden in de atmosferische lucht zijn ook gestandaardiseerd. Voor stof dat siliciumdioxide bevat, hangt de maximaal toegestane concentratie dus af van het gehalte aan vrij SiO 2 daarin; wanneer het SiO 2 -gehalte verandert van 70% naar 10%, verandert de maximaal toegestane concentratie van 1 mg/m 3 naar 4,0 mg; /m 3 .

Sommige stoffen hebben een unidirectioneel schadelijk effect, dat het sommatie-effect wordt genoemd (bijvoorbeeld aceton, acroleïne, ftaalzuuranhydride - groep 1).

Antropogene luchtverontreiniging kan worden gekarakteriseerd door de duur van de aanwezigheid in de atmosfeer, door de snelheid waarmee de inhoud ervan toeneemt, door de omvang van de invloed, door de aard van de invloed.

De duur van de aanwezigheid van dezelfde stoffen is verschillend in de troposfeer en stratosfeer. Dus CO 2 is 4 jaar aanwezig in de troposfeer, en in de stratosfeer - 2 jaar, ozon - 30-40 dagen in de troposfeer, en 2 jaar in de stratosfeer, en stikstofoxide - 150 jaar (zowel daar als daar) .

De snelheid waarmee de vervuiling zich ophoopt in de atmosfeer varieert (waarschijnlijk gerelateerd aan de benuttingscapaciteit van de biosfeer). Het CO 2 -gehalte neemt dus met 0,4% per jaar toe, en het stikstofoxidegehalte met 0,2% per jaar.

Basisprincipes van de hygiënische regulering van luchtverontreinigende stoffen.

De basis voor de hygiënische regulering van luchtverontreiniging is de volgende: criteria voor de schadelijkheid van luchtverontreiniging :

1. Alleen een dergelijke concentratie van een stof in de atmosferische lucht kan als aanvaardbaar worden erkend, die geen direct of indirect schadelijk en onplezierig effect op een persoon heeft, zijn prestaties niet vermindert en zijn welzijn en welzijn niet beïnvloedt. stemming.

2. Verslaving aan schadelijke stoffen moet worden beschouwd als een ongunstig moment en als bewijs van de niet-ontvankelijkheid van de onderzochte concentratie.

3. Concentraties van schadelijke stoffen die een negatieve invloed hebben op de vegetatie, het klimaat in het gebied, de transparantie van de atmosfeer en de levensomstandigheden van de bevolking zijn onaanvaardbaar.

De beslissing over het toegestane gehalte aan luchtverontreiniging is gebaseerd op het idee van de aanwezigheid van drempels in de werking van vervuiling.

Bij het wetenschappelijk onderbouwen van de maximaal toelaatbare concentratie schadelijke stoffen in de atmosferische lucht wordt gebruik gemaakt van het principe van een grensindicator (standaardisatie volgens de meest gevoelige indicator). Dus als de geur wordt gevoeld in concentraties die geen schadelijk effect hebben op het menselijk lichaam en de externe omgeving, wordt de standaardisatie uitgevoerd rekening houdend met de geurdrempel. Als een stof effect heeft op omgeving schadelijk effect in lagere concentraties, dan wordt tijdens hygiënische standaardisatie rekening gehouden met de werkingsdrempel van deze stof op het externe milieu.

Voor stoffen die de atmosferische lucht vervuilen zijn in Rusland twee normen vastgesteld: eenmalige en gemiddelde dagelijkse MPC.

Het maximale eenmalige MPC is ingesteld om reflexreacties bij mensen (reukzin, veranderingen in de bio-elektrische activiteit van de hersenen, lichtgevoeligheid van de ogen, enz.) te voorkomen tijdens kortdurende (tot 20 minuten) blootstelling aan atmosferische omstandigheden. vervuiling, en de gemiddelde dagelijkse concentratie is zo ingesteld dat hun resorptieve (in het algemeen giftige, mutagene, kankerverwekkende, enz.) invloeden worden voorkomen.

Alle componenten van de biosfeer ervaren dus een kolossale, door de mens veroorzaakte invloed. Momenteel is er alle reden om over de technosfeer te spreken als een ‘sfeer van onredelijkheid’.

Vragen voor zelfbeheersing

1. Groepsclassificatie van biosfeerelementen door V.I. Vernadski.

2. Welke factoren bepalen de bodemvruchtbaarheid?

3. Wat is de “hydrosfeer”? Verspreiding en rol van water in de natuur.

4. In welke vormen zijn schadelijke onzuiverheden aanwezig in afvalwater, en welke invloed heeft dit op de keuze van afvalwaterzuiveringsmethoden?

5. Onderscheidende kenmerken van verschillende lagen van de atmosfeer.

6. Het concept van een schadelijke stof. Gevarenklassen van schadelijke stoffen.

7. Wat is de maximaal toegestane concentratie? Meeteenheden van maximaal toelaatbare concentraties in lucht en water. Waar worden de maximaal toegestane concentraties van schadelijke stoffen gecontroleerd?

8. Hoe zijn de bronnen van uitstoot en emissies van schadelijke stoffen in de atmosfeer verdeeld?

3.3 Circulatie van stoffen in de biosfeer . Koolstofcyclus in de biosfeer. Broeikaseffect: mechanisme van optreden en mogelijke gevolgen.

De processen van fotosynthese van organische stoffen gaan honderden miljoenen jaren door. Maar aangezien de aarde een eindig fysiek lichaam is, kan dat ook chemische elementen zijn ook fysiek eindig. Het lijkt erop dat ze over miljoenen jaren uitgeput zouden moeten zijn. Dit gebeurt echter niet. Bovendien intensiveert de mens dit proces voortdurend, waardoor de productiviteit van de ecosystemen die hij heeft gecreëerd toeneemt.

Alle stoffen op onze planeet bevinden zich in het proces van biochemische circulatie van stoffen. Er zijn 2 hoofdcircuits groot of geologische en klein of chemisch.

Geweldig circuit gaat miljoenen jaren mee. Het ligt in het feit dat rotsen worden vernietigd, dat de producten van vernietiging door waterstromen naar de Wereldoceaan worden getransporteerd of gedeeltelijk samen met de neerslag naar het land terugkeren. De processen van continentale bodemdaling en het opdrijven van de zeebodem gedurende een lange periode leiden tot de terugkeer van deze stoffen naar het land. En de processen beginnen opnieuw.

Kleine oplage , die deel uitmaken van een groter geheel, vindt plaats op ecosysteemniveau en bestaat uit het feit dat voedingsstoffen, water en koolstof in de bodem zich ophopen in plantaardig materiaal en worden besteed aan de opbouw van het lichaam en de levensprocessen. De vervalproducten van de bodemmicroflora worden opnieuw afgebroken tot minerale componenten die beschikbaar zijn voor planten en zijn opnieuw betrokken bij de materiestroom.

Circuit chemicaliën vanuit de anorganische omgeving via planten en dieren terug naar de anorganische omgeving wordt met behulp van zonne-energie chemische reacties genoemd biochemische cyclus .

Het complexe mechanisme van de evolutie op aarde wordt bepaald door het chemische element ‘koolstof’. Koolstof – een bestanddeel van gesteenten en is in delen aanwezig in de vorm van koolstofdioxide atmosferische lucht. Bronnen van CO 2 zijn vulkanen, ademhaling, bosbranden, brandstofverbranding, industrie, enz.

De atmosfeer wisselt intensief koolstofdioxide uit met de oceanen, waar er 60 maal meer van aanwezig is dan in de atmosfeer. CO 2 lost goed op in water (hoe lager de temperatuur, hoe hoger de oplosbaarheid, d.w.z. er is meer van op lage breedtegraden). De oceaan werkt als een gigantische pomp: hij absorbeert CO 2 in koude gebieden en blaast het gedeeltelijk uit in de tropen.

Overtollig koolmonoxide in de oceaan combineert met water om koolzuur te vormen. In combinatie met calcium, kalium en natrium vormt het stabiele verbindingen in de vorm van carbonaten, die naar de bodem bezinken.

Fytoplankton in de oceaan absorbeert koolstofdioxide via het proces van fotosynthese. Dode organismen vallen naar de bodem en worden onderdeel van afzettingsgesteenten. Dit toont de interactie tussen grote en kleine circulatie van stoffen.

Koolstof uit het CO 2 -molecuul tijdens fotosynthese wordt opgenomen in de samenstelling van glucose, en vervolgens in de samenstelling van meer complexe verbindingen waaruit planten zijn opgebouwd. Vervolgens worden ze door voedselketens getransporteerd en vormen ze de weefsels van alle andere levende organismen in het ecosysteem en keren ze als onderdeel van CO 2 terug naar het milieu.

Koolstof is ook aanwezig in olie en steenkool. Door brandstof te verbranden voltooit een persoon ook de cyclus van koolstof in de brandstof - zo is het biotechnisch koolstof cyclus.

De resterende koolstofmassa wordt aangetroffen in carbonaatsedimenten van de oceaanbodem (1,3-10 ton), in kristallijn gesteente (1-10 ton), in steenkool en olie (3,4-10 ton). Deze koolstof neemt deel aan de ecologische cyclus. Het leven op aarde en de gasbalans van de atmosfeer worden in stand gehouden door een relatief kleine hoeveelheid koolstof (5-10 ton).

Daar bestaat een wijdverbreid geloof in opwarming van de aarde en de gevolgen ervan bedreigen ons als gevolg van de industriële warmteopwekking. Dat wil zeggen dat alle energie die wordt verbruikt in het dagelijks leven, de industrie en het transport de aarde en de atmosfeer verwarmt. De eenvoudigste berekeningen laten echter zien dat de opwarming van de aarde door de zon vele ordes van grootte hoger is dan de resultaten van menselijke activiteit.

Wetenschappers beschouwen de waarschijnlijke oorzaak van de opwarming van de aarde als een toename van de concentratie kooldioxide in de atmosfeer van de aarde. Dit is de oorzaak van de zogenaamde « broeikaseffect ».

Wat is het broeikaseffect ? Een soortgelijk fenomeen komen we heel vaak tegen. Het is bekend dat bij dezelfde dagtemperatuur de nachttemperatuur verschillend kan zijn, afhankelijk van de bewolking. Bewolking bedekt de grond als een deken, en een bewolkte nacht kan 5-10 graden warmer zijn dan een wolkenloze nacht bij dezelfde dagtemperatuur. Als wolken, die kleine waterdruppeltjes zijn, echter niet toelaten dat er warmte naar buiten en van de zon naar de aarde gaat, dan werkt kooldioxide als een diode: de warmte stroomt van de zon naar de aarde, maar niet terug.

De mensheid verspilt enorme hoeveelheden natuurlijke hulpbronnen, verbrandt steeds meer fossiele brandstoffen, waardoor het percentage kooldioxide in de atmosfeer toeneemt, en er komt geen infraroodstraling van het verwarmde aardoppervlak de ruimte in, waardoor de “broeikaseffect”. Het gevolg van een verdere toename van de concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer kan de opwarming van de aarde zijn en een stijging van de temperatuur op aarde, wat op zijn beurt zal leiden tot gevolgen als het smelten van gletsjers en een stijging van het waterpeil. van de wereldoceaan met tientallen of zelfs honderden meters, veel kuststeden van de wereld.

Dit is een mogelijk scenario voor de ontwikkeling van gebeurtenissen en de gevolgen van de opwarming van de aarde, veroorzaakt door het broeikaseffect. Maar zelfs als alle gletsjers van Antarctica en Groenland smelten, zal het niveau van de oceanen in de wereld met maximaal 60 meter stijgen. Maar dit is een extreem, hypothetisch geval dat alleen kan gebeuren als de gletsjers van Antarctica plotseling smelten. En hiervoor moet op Antarctica een positieve temperatuur worden bereikt, die alleen een gevolg kan zijn van een catastrofe op planetaire schaal (bijvoorbeeld een verandering in de helling van de aardas).

Onder de aanhangers van de ‘broeikascatastrofe’ bestaat er geen consensus over de waarschijnlijke omvang ervan, en de meest gezaghebbende onder hen beloven niets verschrikkelijks. De maximale opwarming zou, als de concentratie kooldioxide verdubbelt, maximaal 4°C kunnen bedragen. Bovendien is het waarschijnlijk dat door de opwarming van de aarde en de stijgende temperaturen de zeespiegel niet zal veranderen, of zelfs zal dalen. Naarmate de temperatuur stijgt, zal de neerslag ook toenemen, en het smelten van de randen van gletsjers kan worden gecompenseerd door meer sneeuwval in hun centrale delen.

Dus het probleem van het broeikaseffect en de opwarming van de aarde die het veroorzaakt, evenals de mogelijke gevolgen ervan, hoewel het objectief bestaat, wordt de omvang van deze verschijnselen vandaag de dag duidelijk overdreven. In ieder geval vereisen ze zeer zorgvuldig onderzoek en langetermijnobservatie.

Het internationale congres van klimatologen, gehouden in oktober 1985, was gewijd aan de analyse van de mogelijke klimatologische gevolgen van het broeikaseffect. in Villach (Oostenrijk). Congresdeelnemers kwamen tot de conclusie dat zelfs een lichte opwarming van het klimaat zal leiden tot een merkbare toename van de verdamping van het oppervlak van de Wereldoceaan, resulterend in een toename van de hoeveelheid zomer- en winterneerslag over de continenten. Deze stijging zal niet uniform zijn. Er wordt berekend dat zich over het zuiden van Europa een strook zal uitstrekken van Spanje tot Oekraïne, waarbinnen de hoeveelheid neerslag gelijk zal blijven als nu, of zelfs iets zal afnemen. Ten noorden van 50° (dit is de breedtegraad van Kharkov) zal het in zowel Europa als Amerika geleidelijk toenemen met schommelingen, wat we de afgelopen tien jaar hebben waargenomen. Bijgevolg zal de stroom van de Wolga toenemen en loopt de Kaspische Zee geen gevaar voor een niveaudaling. Dit was het belangrijkste wetenschappelijke argument dat het mogelijk maakte om eindelijk het project op te geven om een ​​deel van de stroom van de noordelijke rivieren naar de Wolga over te brengen.

De meest nauwkeurige en overtuigende gegevens over de mogelijke gevolgen van het broeikaseffect worden geleverd door paleogeografische reconstructies die zijn samengesteld door specialisten die de geologische geschiedenis van de aarde gedurende de afgelopen miljoen jaar hebben bestudeerd. Gedurende deze ‘recente’ periode in de geologische geschiedenis heeft het klimaat op aarde zeer dramatische mondiale veranderingen ondergaan. In tijdperken die kouder waren dan het huidige, bedekte continentaal ijs, vergelijkbaar met dat wat nu Antarctica en Groenland verbindt, heel Canada en het hele noorden van Europa, inclusief de plaatsen waar Moskou en Kiev nu liggen. Kuddes rendieren en ruige mammoeten zwierven door de toendra's van de Krim Noord-Kaukasus, daar worden nu de overblijfselen van hun skeletten gevonden. En in de tussenliggende interglaciale tijdperken was het klimaat op aarde veel warmer dan het huidige: het continentale ijs in Noord-Amerika en Europa smolt, de permafrost in Siberië ontdooide vele meters, het zee-ijs voor onze noordelijke kusten verdween, bosvegetatie, te oordelen naar fossiele sporen- pollenspectra, verspreid naar het grondgebied van moderne toendra's. Krachtige rivierstromen stroomden over de vlakten van Centraal-Azië en vulden het stroomgebied van het Aralmeer met water tot een niveau van plus 72 meter, velen van hen voerden water naar de Kaspische Zee. De Karakum-woestijn in Turkmenistan vertegenwoordigt de verspreide zandafzettingen van deze oude rivierbeddingen.

In het algemeen de fysieke en geografische situatie tijdens warme interglaciale tijdperken over het hele grondgebied voormalige Sovjet-Unie gunstiger was dan nu. Hetzelfde gold voor de Scandinavische landen en de Midden-Europese landen.

Helaas zijn geologen die de geologische geschiedenis van de laatste miljoen jaar van de evolutie van onze planeet bestuderen, tot nu toe niet betrokken geweest bij de discussie over het probleem van het broeikaseffect. En geologen zouden waardevolle aanvullingen kunnen maken op bestaande ideeën. In het bijzonder is het duidelijk dat voor een correcte beoordeling van de mogelijke gevolgen van het broeikaseffect paleografische gegevens over vroegere tijdperken van aanzienlijke opwarming van de aarde op grotere schaal gebruikt zouden moeten worden. Analyse van dergelijke gegevens, die vandaag de dag bekend zijn, stelt ons in staat te denken dat het broeikaseffect, in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, geen rampen voor de volkeren van onze planeet met zich meebrengt. Integendeel, in veel landen, waaronder Rusland, zal dit gunstigere klimatologische omstandigheden creëren dan nu.

Vragen voor zelfbeheersing

1. De essentie van de belangrijkste biochemische cycli van stoffen.

2. Wat is de biochemische cyclus van koolstof?

3. Wat wordt bedoeld met de uitdrukking “broeikaseffect” en waar wordt dit mee geassocieerd? Uw korte beoordeling van het probleem.

4. Denkt u dat er een dreiging bestaat van de opwarming van de aarde? Motiveer je antwoord

De belangrijkste omgevingen van de biosfeer: atmosfeer, hydrosfeer, lithosfeer (bodem)

De biosfeer is een systeem met directe en omgekeerde (negatieve en positieve) verbindingen, die uiteindelijk de mechanismen bieden voor het functioneren en de duurzaamheid ervan. Biosfeer - gecentraliseerd systeem. Het centrale element zijn levende organismen (levende materie). Deze woning is volledig openbaar gemaakt door V.I. Vernadsky, maar wordt helaas zelfs vandaag de dag vaak onderschat door de mens: slechts één soort wordt in het centrum van de biosfeer of zijn verbindingen geplaatst: de mens (antropocentrisme).

Atmosferen A- de gasschil van de aarde. Dit is een natuurlijk mengsel van gassen dat is ontstaan ​​tijdens de evolutie van de planeet. Momenteel bevat de atmosfeer 78,08% stikstof (N2), 20,9% zuurstof (02), ongeveer 1% argon (Ar) en 0,03% koolstofdioxide (CO2).

De atmosfeer van de aarde is uniek. Zuurstof in de lucht is essentieel voor de ademhaling van planten en dieren. Momenteel is er nog steeds een geschatte balans tussen de zuurstofproductie en het verbruik ervan. Wel intensief verbruik 0 2 De industrie en het transport hebben onlangs zorgen geuit over het verstoren van de zuurstofbalans in het milieu.

Koolstofdioxide heeft een aanzienlijke invloed op de temperatuur van de planeet. Omdat dit gas een hogere dichtheid heeft dan zuurstof of stikstof, bedekt het de water- en bodembedekking van de aarde dicht. CO 2 zelf is een gevaarlijk onderdeel van de atmosfeer voor alle levende wezens. Een toename van het CO 2 -gehalte in de grondlaag van de atmosfeer kan leiden tot de massale vernietiging van levende wezens in de bodembedekking en een verslechtering van de vruchtbaarheid ervan.

In tegenstelling tot zuurstof, die door groene planten aan de atmosfeer wordt geleverd, wordt koolstofdioxide door dezelfde planten opgevangen en gebonden aan organische verbindingen. Tijdens het ademhalingsproces wordt de koolstof van organische verbindingen omgezet in koolstofdioxide.

Stikstof, dat in de grootste hoeveelheden deel uitmaakt van de atmosferische lucht, is een chemisch inert gas (uit het Grieks vertaald als “levenloos”). In de lucht bevindt het zich in een moleculaire staat, inactief. Stikstof neemt praktisch niet deel aan geochemische processen en hoopt zich alleen op in de atmosfeer. Tegelijkertijd is nr. 2 het belangrijkste bouwmateriaal voor eiwitten, nucleïnezuren en andere verbindingen. Het wordt alleen een element van het leven in chemische verbindingen - gemakkelijk oplosbare nitraat- en ammoniakzouten. Er zit echter geen vaste stikstof in de lucht 7 en onder normale omstandigheden zijn de meeste organismen niet in staat dit uit de atmosfeer te halen.

De atmosfeer ondersteunt niet alleen het leven, maar dient ook als een beschermend scherm. Op een hoogte van 20-25 km van het aardoppervlak worden, onder invloed van ultraviolette straling van de zon, sommige zuurstofmoleculen gesplitst in vrije atomen. Deze laatste kan opnieuw verbindingen aangaan met O 2-moleculen en zijn triatomische vorm 0 3 vormen: ozon.

Ozon speelt een uitzonderlijke rol in het leven op onze planeet. Het vormt zich bovenste lagen De atmosfeer heeft een dunne laag - het zogenaamde ozonscherm, dat de schadelijke component van zonnestraling filtert: ultraviolette straling. De directe invloed van deze stralen is destructief voor alle levende wezens, deze straling zou het leven op aarde vernietigen.

De gasgranaat beschermt de aarde tegen meteorietbombardementen. De meeste meteorieten bereiken nooit het aardoppervlak, omdat ze verbranden wanneer ze met enorme snelheid de atmosfeer binnendringen.

Bovendien helpt de atmosfeer warmte op de planeet vast te houden, die anders zou verdwijnen in de kou van de ruimte. Zonne-energie, die in de vorm van korte elektromagnetische golven door de atmosfeer naar het aardoppervlak dringt, wordt daaruit grotendeels gereflecteerd in de vorm van langere golven, die gedeeltelijk worden vertraagd en door de lagere lagen van de atmosfeer terug naar het aardoppervlak worden afgeschermd. Zo gebruikt onze planeet zonnewarmte twee keer. Zonder dit effect zou het leven op aarde onmogelijk zijn, omdat de primaire zonnestralen het oppervlak slechts tot -18 °C verwarmen. De door de troposfeer gereflecteerde thermische energiestromen verhogen deze gemiddelde temperatuur tot +15 °C. Bij een gegeven temperatuur zijn het oppervlak en de atmosfeer van de planeet in thermisch evenwicht. Het aardoppervlak wordt verwarmd door de energie van de zon en de infraroodstraling van de atmosfeer en geeft gemiddeld een gelijkwaardige hoeveelheid energie terug aan de atmosfeer.

De verwarming van de atmosfeer vindt plaats door de aanwezigheid van zogenaamde broeikasgassen daarin; kooldioxide, methaan, stikstofoxiden en waterdamp, die enerzijds in staat zijn de infraroodstraling van de aarde te absorberen (op te vangen), en anderzijds een deel ervan terug naar de aarde te reflecteren. Zonder de “gasdeken” die de planeet omhult, zou de temperatuur op het oppervlak 30-40°C lager zijn, en het bestaan ​​van levende organismen in dergelijke omstandigheden is zeer problematisch.

Hydrosfeer - een van de belangrijkste componenten van onze planeet, die alle vrije wateren verenigt. Het beslaat ongeveer 70% van het aardoppervlak. De totale reserves aan vrij water bedragen 1386 miljoen km 3 . Als dit water zich gelijkmatig zou bedekken bol, dan zou de laag 3700 m bedragen. Tegelijkertijd bestaat 97-98% van het water uit zout water van de zeeën en oceanen. En slechts 2-3% is zoet water, noodzakelijk voor het leven. 75% van het zoete water op aarde heeft de vorm van ijs, een aanzienlijk deel ervan is grondwater en slechts 1% is beschikbaar voor levende organismen.

Water maakt deel uit van alle elementen van de biosfeer. Het is niet alleen een integraal onderdeel van waterlichamen, maar ook van lucht, bodem en levende wezens.

Water is de bron van het leven; zonder water kunnen noch dieren, noch planten, noch mensen bestaan. Het maakt deel uit van de cellen en weefsels van elk dier en plant. De meest complexe reacties bij dierlijke en plantaardige organismen kunnen alleen plaatsvinden in de aanwezigheid van water. Het menselijk lichaam bestaat voor 65% uit water. Dierlijke lichamen bevatten gewoonlijk ten minste 50% water. Planten bevatten ook veel water: aardappelen - 80%, tomaten - 95%, enz.

Onder invloed van zonne-energie en zwaartekrachten kunnen de wateren van de aarde van de ene toestand naar de andere bewegen en zijn ze voortdurend in beweging. De watercyclus verbindt alle delen van de biosfeer met elkaar en vormt een over het algemeen gesloten systeem; oceaan - atmosfeer - land.

De hydrosfeer speelt een beslissende rol bij het vormgeven van de bijzondere kenmerken van de planeet. Zij heeft grote waarde draagt ​​bij aan de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide met de atmosfeer en draagt ​​bij aan het behoud van een relatief constant klimaat, waardoor het leven zich al meer dan 3 miljard jaar kan voortplanten. Het klimaat op aarde hangt grotendeels af van waterruimten en het gehalte aan waterdamp in de atmosfeer. Oceanen en zeeën hebben een verzachtende, regulerende werking op de luchttemperatuur, waarbij ze in de zomer warmte accumuleren en deze in de winter aan de atmosfeer afgeven. De oceaan circuleert en mengt warm en koud water.

Het merendeel van de chemische reacties vindt plaats in de hydrosfeer, waardoor de productie van biomassa en de chemische zuivering van de biosfeer plaatsvinden. De factoren van zelfzuivering van reservoirs zijn talrijk en divers. Conventioneel kunnen ze in drie groepen worden verdeeld: fysisch, chemisch en biologisch.

Van de fysische factoren zijn verdunning, oplossing en vermenging van stoffen van primair belang. Dit wordt mogelijk gemaakt door de intense stroming van rivieren. Daarnaast wordt het zuiveringsproces beïnvloed door de bezinking van onoplosbare sedimenten in het water, evenals de bezinking van verontreinigd water. Een belangrijke fysieke factor voor zelfreiniging is ultraviolette straling van de zon. Bacteriën, virussen en microben sterven onder de invloed ervan.

Onder de chemische factoren van zelfzuivering, oxidatie van organische en anorganische stoffen zuurstof opgelost in water.

De gecombineerde activiteit van alle organismen die waterlichamen bewonen, speelt een actieve rol bij de zelfzuivering van de hydrosfeer. In levensprocessen oxideren (ontleden) ze organische verontreinigende stoffen.

Naast al het bovenstaande is de hydrosfeer een belangrijke voedselbron voor mensen en andere landbewoners, een bron van waardevolle grondstoffen en brandstof. Oceanen, zeeën, rivieren en andere watermassa's zijn natuurlijke communicatieroutes en hebben recreatieve waarde.

Lithosfeer (bodem). Bodem is de oppervlaktelaag van de aardkorst, ontstaan ​​onder de gecombineerde invloed van externe omstandigheden: hitte, water, lucht, plantaardige en dierlijke organismen, vooral micro-organismen. Dit is het resultaat van het geduldige, eeuwenoude werk van de natuur. De aarde heeft het gedurende vele millennia met een zeer lage snelheid verzameld: 1 cm zwarte aarde in 100-300 jaar.

De bodem heeft specifieke fysische eigenschappen: losheid, waterdoorlatendheid, beluchting, enz. In de bovenste lagen van de bodem zijn stoffen die nodig zijn voor plantenvoeding geconcentreerd: stikstof, fosfor, kalium, calcium en andere. Het is een leefgebied voor veel micro-organismen en gravende dieren. Hier vindt een vitale uitwisseling van mineralen plaats tussen de biosfeer en de anorganische wereld: planten ontvangen water en voedingsstoffen, en bladeren en takken die afsterven, keren terug naar de bodem, waar ze ontbinden, waarbij de mineralen die ze bevatten vrijkomen. De rol van de bodem is dus divers: aan de ene kant is het een belangrijk onderdeel van alle natuurlijke cycli, aan de andere kant is het de basis voor de productie van biomassa.

De bodem is de belangrijkste basis van het leven, een unieke en tegelijkertijd kwetsbare natuurlijke formatie.

De structuur van de aarde is de totaliteit, interactie en afhankelijkheid van de belangrijkste schillen van elkaar. Als er geen mensen op de planeet zouden zijn, zou het oppervlak er vandaag de dag misschien anders uitzien. Gedurende miljoenen jaren zijn deze schelpen ontstaan, waardoor het leven kon verschijnen en zich kon ontwikkelen, en de algemene kenmerken van de lithosfeer, de hydrosfeer, de atmosfeer en de biosfeer die eraan inherent zijn, duiden momenteel op de sterkste antropogene impact van menselijke activiteit op hen.

Sferen van de aarde

Als we de structuur van de planeet bekijken vanuit het gezichtspunt van haar landschapssfeer, kunnen we zien dat deze niet alleen het bekende oppervlak van de aardkorst omvat, maar ook verschillende ‘naburige’ schillen. Het is deze nauwe verbinding tussen de grenzen die de gemeenschappelijke kenmerken bepaalt die kenmerkend zijn voor de atmosfeer, de hydrosfeer, de lithosfeer en de biosfeer. Ze manifesteren zich in de constante uitwisseling van vloeibare, vaste en gasvormige componenten die inherent zijn aan elk van de granaten. De watercyclus in de natuur is bijvoorbeeld de uitwisseling tussen de hydrosfeer en de atmosfeer.

Als er een vulkaanuitbarsting plaatsvindt waarbij as in de lucht vrijkomt, is dit een relatie tussen de lithosfeer en de lagere lagen van de atmosfeer, hoewel sommige rampen zo krachtig kunnen zijn dat ze bijna het middengedeelte bereiken. Als de vulkaan zich op een eiland of op de bodem van de oceaan bevindt, zijn alle schillen van de aarde erbij betrokken: de atmosfeer, de hydrosfeer, de lithosfeer en de biosfeer. Dit laatste komt meestal tot uiting in de dood van vegetatie en dieren in het wild binnen de straal van een natuurramp.

Conventioneel kunnen de sferen van de aarde in 4 delen worden verdeeld: atmosfeer, biosfeer, hydrosfeer, lithosfeer, maar sommige bestaan ​​uit verschillende componenten.

Sfeer

De atmosfeer is de gehele buitenste gasbol van een planeet die deze omringt, tot aan het vacuüm in de ruimte. Als de volgende schillen van de aarde - lithosfeer, hydrosfeer, atmosfeer, biosfeer - met elkaar in wisselwerking staan, kan dit over sommige van hun delen niet worden gezegd. De atmosfeer is verdeeld in 3 regio's, die elk hun eigen hoogte hebben, bijvoorbeeld:

De lagere troposfeer is van het grootste belang voor wetenschappers en natuurbeschermers.

Hydrosfeer

Het waterlichaam dat zich op het oppervlak van de aardkorst en daaronder bevindt, wordt de hydrosfeer genoemd. Dit is het geheel van alle wateren, zowel zoet als zout, die op de planeet voorkomen. De diepte van sommige watermassa's kan 3,5 km bedragen, wat kenmerkend is voor de oceanen, en in sommige gebieden, de zogenaamde loopgraven, kan het zelfs dieper gaan dan 10 km. De diepste bekende onderwatergeul is de Marianentrog, die sinds 2011 tot 10.994 meter reikt.

Omdat het leven op aarde afhankelijk is van de kwaliteit van water, is de hydrosfeer net zo belangrijk als de lucht. Daarom maken steeds meer milieuwetenschappers zich zorgen over de effecten van mensen op deze gebieden. Niet alleen is alles wat op de planeet bestaat uit water voortgekomen, maar het is er ook van afhankelijk of er leven op kan blijven bestaan.

Wetenschappers konden bewijzen dat er in plaats van bijvoorbeeld de Sahara prairies waren die diepe rivieren doorkruisten. Toen het water het gebied verliet, vulde zand het geleidelijk aan. Als we bedenken welke gemeenschappelijke kenmerken de hydrosfeer, atmosfeer, lithosfeer en biosfeer gemeen hebben, kunnen we zien dat ze rechtstreeks van elkaar afhankelijk zijn, en dat ze allemaal van invloed zijn op het bestaan ​​van leven op aarde.

Als zich een milieuramp voordoet waardoor rivieren opdrogen (hydrosfeer), lijden de vegetatie en dieren in deze regio (biosfeer), verandert de toestand van de lucht (atmosfeer) en verandert het oppervlak

Biosfeer

Deze schaal is verschenen sinds de opkomst van het leven op de planeet. Het concept ‘biosfeer’ werd pas aan het einde van de 19e eeuw als term geïntroduceerd en omvatte alle vormen en soorten leven die op aarde bestaan.

Ze heeft een bijzonder sterke verbinding met de rest van de schillen van de planeet. Zo worden er in het onderste deel van de atmosfeer verschillende micro-organismen aangetroffen. Mensen, dieren, vogels, insecten en planten leven zowel aan de oppervlakte als ondergronds (lithosfeer). Rivieren, zeeën, meren en oceanen (hydrosfeer) worden bewoond door zoet water zeevis, micro-organismen, planten en dieren.

De grens van de biosfeer wordt in de regel bepaald door de omstandigheden waarin levende organismen kunnen bestaan, en ze kunnen veranderen. In de oceanen komt het leven bijvoorbeeld voor in alle lagen, tot op de bodem. Elke laag heeft zijn eigen "set" wezens en micro-organismen, die verband houden met de verzadiging van water met zout en het drukniveau in de waterkolom. Hoe dichter bij de bodem, hoe hoger deze is.

Tekenen van de biosfeer (met andere woorden: de levenssfeer) werden gevonden op een hoogte van 20 km boven zeeniveau en op een diepte van 3 km van het aardoppervlak.

Lithosfeer

"Lithos" vertaald uit het Grieks betekent "steen", dus de hele aardkorst, die rots is, werd de lithosfeer genoemd. Het bestaat uit twee delen:

1. De bovenste afdekking bestaat uit sedimentair gesteente dat graniet bevat.
2. Het lagere niveau bestaat uit basaltrotsen.

Een kleiner deel van de lithosfeer (slechts 30%) bevindt zich op het land, de rest wordt bedekt door de wateren van de Wereldoceaan. De verbinding tussen de lithosfeer en de atmosfeer, hydrosfeer en biosfeer ligt in de bovenste bodemlaag. Daar ontwikkelen zich vegetatie en dierenleven (biosfeer), er leven aërobe bacteriën in, die lucht nodig hebben (atmosfeer), en gevoed worden door grondwater en in de vorm van neerslag (hydrosfeer).

Menselijke impact op de atmosfeer

De belangrijkste kenmerken van de lithosfeer, hydrosfeer, atmosfeer en biosfeer zijn hierboven vermeld. Omdat ze zeer nauw met elkaar omgaan, heeft de invloed op een van hen onmiddellijk invloed op de anderen. Dit komt door het feit dat gemeenschappelijk kenmerk al deze schillen van de aarde zijn de aanwezigheid van leven erin.

Tegenwoordig kunnen we waarnemen welke schade menselijke activiteit heeft toegebracht aan de sferen van de planeet. Zo vernietigen de uitstoot van schadelijke stoffen in de atmosfeer, de ontbossing van het Amazone-oerwoud, raketlanceringen en het opstijgen van vliegtuigen elke dag geleidelijk de ozonlaag. Als deze kleiner wordt (tegenwoordig is de omvang ervan ongeveer 8 km), dan kan al het leven op de planeet dat doen muteren of sterven.

Als je archeologen gelooft, heeft de aarde al soortgelijke omwentelingen meegemaakt, maar in die verre tijden werd ze niet bewoond door mensen. Tegenwoordig is alles anders. Nog niet zo lang geleden waren er steden waar de uitlaatgassen van auto's zo hoog waren dat mensen gedwongen werden met maskers over straat te lopen. Wetenschappers en milieuliefhebbers konden het publiek ‘contact opnemen’ om de bedreigende situatie te keren.

Alle meer landen, in het besef dat de kwaliteit van het leven rechtstreeks afhangt van de zuiverheid van de lucht die hun bevolking inademt, overstappen op alternatieve energiebronnen, elektrische auto's introduceren in het dagelijks leven, gevaarlijke industrieën sluiten of moderniseren. Dit geeft ons hoop dat toekomstige generaties aardbewoners schone lucht zullen hebben.

De mens en de hydrosfeer

Mensen hebben niet minder schade toegebracht aan de watervoorraden van de planeet. Gezien het feit dat slechts 3% van het water zoet is, dat wil zeggen geschikt voor leven, wordt de mensheid opnieuw bedreigd. De nauwe verbinding van de hydrosfeer met de rest van de aardschillen wordt tot stand gebracht via de watercyclus in de natuur.

Als een watermassa vervuild is, kan het van het oppervlak verdampte water overal ter wereld als verontreinigde regen vallen, waardoor schade aan de bodem (lithosfeer), de natuur (biosfeer) wordt veroorzaakt en in een giftige mist (atmosfeer) verandert. .

Hoewel veel staten deelnemen aan het werk om de natuurlijke hulpbronnen van de planeet op te ruimen en te behouden, is dit nog niet genoeg. Iedereen is zich terdege bewust van de problemen met schoon drinkwater in landen in Afrika en Azië, waar de bevolking juist ziek is vanwege de vervuiling van lokale waterlichamen.

Menselijke vernietiging van de granaten van de aarde

Omdat alle sferen van de planeet met elkaar verbonden zijn en een gemeenschappelijk kenmerk hebben: de aanwezigheid van leven daarin, heeft een onevenwichtigheid in de ene onmiddellijk invloed op de rest. De verdieping van mensen in de ingewanden van de aarde omwille van de mijnbouw, de uitstoot van schadelijke chemicaliën in de atmosfeer, olielozingen in de zeeën en oceanen - dit alles leidt ertoe dat er elke dag dieren en dieren verdwijnen of in gevaar komen. flora(biosfeer).

Als de mensheid haar destructieve activiteiten niet stopt, zullen de verstoringen in de schillen van de planeet na een paar honderd jaar zo groot zijn dat al het leven op de planeet zal uitsterven. Een voorbeeld hiervan is de Sahara-woestijn, ooit een welvarend land waar primitieve mensen leefden.

Conclusie

Elk moment wisselen de schillen van de aarde hun componenten met elkaar uit. Ze bestaan ​​al miljarden jaren en staan ​​in wisselwerking met elkaar. De definities van de lithosfeer, atmosfeer, hydrosfeer en biosfeer zijn hierboven gegeven, en totdat mensen begrijpen dat de planeet een levend organisme is, en als er één ‘orgaan’ uit wordt verwijderd, lijdt het hele lichaam onmiddellijk, dan is het sterftecijfer van de bevolking zal alleen maar toenemen.