рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Геохимические источники

Геохимические источники - раздел Химия, Предмет и задачи химии окружающей среды Самыми Мощными Геохимическими Источниками Служат Переносимая Ветром Пыль И Мо...

Самыми мощными геохимическими источниками служат переносимая ветром пыль и морские брызги, поставляющие огромные количества твердых веществ в атмосферу. Пыль — это в основном почва регионов Земли. Если эта пыль достаточно тонка, то она может распространяться на большие площади и играть важную роль в перераспределении материала. Морские брызги служат источником частиц соли NaCl, участвующих в различных физико-химических атмосферных процессах.

Системы, где твердые или жидкие частицы распределены в газовой фазе, называются аэрозолями. Обычно размеры частиц аэрозо­лей ограничивают интервалом 10-7 – 10-3 см. Аэрозоли можно разделить на три большие группы. К первой относятся пыли-скопления, состоящие из твердых частиц, диспергированных в газообразной среде. Ко второй группе относятся дымы. К дымам относят все аэрозоли, которые получаются при конденсации газа. Наконец, к третьей группе относят туманы. Туман - это скопление жидких частиц в га­зообразной среде.

Отличительное свойство аэрозольных систем - их неустойчи­вость. Седиментация, испарения, конденсация, электромагнитные поля, броуновское движение — самые разнообразные физические факторы способны вызывать изменения в аэродисперсной системе.

В свою очередь, проявление каждого из этих факторов зависит от свойств самих аэрозолей.

Выбросы взвешенных частиц в атмосферу начались с возник­новением нашей планеты. Естественными источниками атмосферных аэрозолей служили и служат вулканы и гейзеры, разрушающиеся горные породы и пылевые бури, почвенная эрозия и лесные пожары. Природные выбросы аэрозолей всегда влияли на среду человеческого обитания. Однако, уравновешиваясь общим круговоротом веществ в природе, они не вызывали глубоких экологических изменений. Антропогенные же факторы приняли такой размах, что природные кру­говороты в конце концов не могут скомпенсировать перегрузки. Дос­таточно сказать, что сейчас в земной атмосфере взвешено около 20 млн. т частиц, из которых примерно три четверти приходится на до­лю выбросов промышленных предприятий. Большая часть атмосфер­ных аэрозолей остается в тропосфере и 80% из них - на высоте не более 1 км. Время их пребывания в атмосфере зависит от размеров частиц и обычно ограничивается тремя днями на высоте не более 1 км и тридцатью днями в верхних слоях тропосферы.

Основной параметр, характеризующий взвешенные частицы, - это их размер. Как отмечалось, он колеблется в широких пределах. Наиболее опасными для наших легких являются частицы от 0,5 до 5 мкм; более крупные задерживаются в полости носа, более мелкие в дыхательных путях не оседают, и мы их выдыхаем.

Под действием гравитационных, электрических, центробеж­ных, звуковых, магнитных сил частицы перемещаются, как бы разд­вигая на своем пути газовую среду. Ее сопротивление, эквивалентное силе трения и препятствующее движению частицы, определяется из­вестным законом Стокса:

F=6πηrv, (1.6)

 

где F - сила трения, г - радиус частицы, v - ее скорость и η| - вяз­кость среды.

Используя закон Стокса, можно определить скорость осаж­дения частиц под влиянием силы тяжести (седиментация). Расчеты показывают, что в спокойном воздухе скорость осаждения частиц размером 100 мкм составляет 25 см/с, 10 мкм - 0,3 см/с, а 1 мкм -всего ,0,003 см/с. Это означает, что частицы размером 100 мкм при высоте источника выброса 10 м осядут за 40 с, а размером в 1 мкм -лишь за 93 ч. Результаты этого простого расчета показательны с двух точек зрения. Медленное оседание аэрозолей предопределяет изменение, прозрачности воздуха, а быстрое их оседание может отрица­тельно сказаться на зеленом покрове Земли.

Прозрачность - одна из важных характеристик атмосферы. Уменьшение прозрачности может существенно повлиять на климат и на эффективность фотосинтеза. Например, при мощных извержениях вулканов в атмосферу выбрасываются сотни миллионов тонн пепла. Тучи пепла скрывают землю от солнца на площади в тысячи квад­ратных километров. Кроме того, в верхние слои атмосферы попадает огромное количество сернистого газа, который, окисляясь под дейст­вием солнечных лучей и реагируя с водяным паром, образует аэро­золь серной кислоты. Все это увеличивает, отражательную способ­ность, верхних слоев атмосферы (так называемое «альбедо» атмосфе­ры).

Переносимые ветром в виде частиц соли морские брызги весь­ма реакционноспособны в атмосфере.

Частицы соли из океанов гигроскопичны, и во влажных усло­виях эти крошечные кристаллы NaCI притягивают воду и образуют концентрированный капельный раствор или аэрозоль. Этот процесс принимает участие в образовании облаков. Капельки могут быть также местом протекания важных химических реакций в атмосфере. Если в капельках растворяются сильные кислоты, например азотная (НNОз) или серная (H2S04), то может образоваться соляная кислота (НС1). Считается, что этот процесс является важным источником НС1 в атмосфере:

H2S04(аэрозоль) + NaCI(aэрозоль) → HCI(г) + NaHS04(aэрозоль) (1.7)

Приносить частицы в атмосферу могут также метеоры. Это очень небольшой источник по сравнению с переносимой ветром пы­лью или лесными пожарами, но метеоры играют большую роль в верхних частях атмосферы, где плотность газов невысока. Здесь даже небольшой вклад может быть очень значителен и металлы, привно­симые с метеорами, вступают в ряд химических реакций.

Наземные вулканы - наибольший источник пыли, которая в результате особенно сильных извержений может выноситься и в стра­тосферу. Издавна известно, что вулканические частицы могут влиять на глобальную температуру, задерживая солнечный свет. Они также могут нарушать химические процессы на больших высотах, посколь­ку служат также огромным источником не только пыли, но и таких газов, как диоксид серы S02, углекислый газ CO2, хлористый водород НС1 и фтористый водород HF. Эти газы вступают в реакции в стратосфере, образуя другие частицы, из которых важнейшей является H2S04.

Вулканы — это весьма непостоянный источник частиц как во времени, так и в пространстве. Сильные вулканические извержение редки. Бывает, что проходят годы без больших извержений и затея вдруг единовременно высвобождается больше вещества, чем за многие предыдущие десятилетия. Извержения происходят в очень спе­цифичных районах, где расположены действующие вулканы. Кроме крупных извержений, в результате которых большое количество ве­щества попадает в верхние слои стратосферы, следует учитывать и небольшие выбросы из вулканических трещин и расселин, из кото­рых газы медленно выходят в нижние слои атмосферы в течение очень длительного времени. Баланс между этими двумя типами вул­канических источников точно неизвестен, хота для SO2 он составля­ет, вероятно, 50:50.

Радиоактивные элементы пород, в основном калий-40 ге­нерирует в процессе распада атомы газа аргона, а именно его изотопа аргон-40, который составляет основную часть аргона в атмосфере (0,93%). Содержание изотопа 40К в естественной смеси невелико (0,012%), однако вклад его в естественный фон излучения может достигать 30%.

Тяжелые элементы радий (Ra), уран (U) и торий (Тh) также могут высвобождать газы. Распад радия, например, приводит к обра­зованию радона (Rn, радиоактивный газ с периодом полураспада 3,8 дней). Серии уран-ториевых распадов приводят к образованию α-частиц, являющихся ядрами гелия. Когда эти ядра захватывают электроны, гелий поступает в атмосферу. Ежегодно во всех геосфе­рах в результате радиоактивного распада, по различным оценкам, о6разуется от 2000 до 5000 т гелия. Практически весь гелий, имеющийся в атмосфере Земли, накопился в результате радиоактивного pacпада урана и тория за 4,5 млрд. лет существования Земли. Среднеевремя жизни гелия в атмосфере нашей планеты до того, как он диссипи-рует в космическое пространство, составляет 107 лет.

Таким образом, концентрация гелия в атмосфере в состоянии устойчивости определяется балансом между его радиоактивным из­лучением из коры и потерей из верхних слоев атмосферы.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Предмет и задачи химии окружающей среды

Химия окружающей среды Серия Высшее образование Ростов на Дону Феникс с... ВВЕДЕНИЕ Предмет и задачи химии окружающей среды В основе...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Геохимические источники

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Предмет и задачи химии окружающей среды
Проблема охраны окружающей среды сложна и многопланова. Она включает не только чисто научные аспекты, но и экономические, социальные, политические, правовые, эстетические. В основе процесс

Происхождение и эволюция Земли
Принято считать, что Вселенная возникла в один момент в ре­зультате огромного взрыва, обычно называемого Большим взрывом. Планеты нашей Солнечной системы образовались, по-видимому, из облака

Образование земной коры и атмосферы
Земная кора, гидросфера и атмосфера образовались в основном результате высвобождения веществ из верхней мантии молодой Земли. За счет этих процессов сформировалась оболочка из породы толщиной менее

Эволюция атмосферы и происхождение жизни
Аккреция вещества Земли привела к временному его разогреву и легких молекул первичной атмосферы, прежде всего водорода и гелия, рассеянных в космическом пространстве. Последующее пони­жение

Гидросфера
Вода - ключевой компонент в поддержании жизни на Земле. Вода в своих трех состояниях - жидкость, лед и водяные пары широко распространена на поверхности Земли и занимает объем 1,4 млрд. кмЗ

Состав атмосферы
Общий состав атмосферы почти одинаков по всей Земле в результате высокой степени перемешивания в пределах атмосферы. В горизонтальном направлении перемешивание осуществляется благодаря вращению Зем

Микрокомпонентные примеси в атмосфере
Многие микрокомпонентные примеси в атмосфере имеют постоянные концентрации, тo есть существует баланс между поступлением и выходом вещества в атмосферу Fвх = Fвы

Биологические источники.
В отличие от геологических источников биологические не яв­ляются крупным прямым источником поступления частиц в атмосферу, за исключением лесных пожаров (лесные пожары служат значительным источнико

Антропогенные источники
Антропогенные факторы предопределяют существенные из­менения в нормальном функционировании атмосферы, причем как в самых нижних, так и в высотных ее частях. Изменения, вызванные человеком, значител

Радиоактивное загрязнение атмосферы
К опасным, факторам антропогенного характера, способствующим серьезному ухудшению качества атмосферы, следует отнести радиоактивность. Радиоактивностью называется, самопро

Основные радиоактивные изотопы, обнаруживаемые в атмосфере после ядерного взрыва
Изотоп 8938Sr 9038Sr 9540Zr 13153I

Озоновый защитный слой
Как известно, в атмосфере на высоте около 15-25 км (в зависимости от широты) расположен озоновый защитный слой Земли, оп­ределяющий верхний предел жизни в биосфере. Озоновый слой появился вм

Механизмы разрушения озона
Выше рассматривался механизм образования озона в атмосфере только на основе кислорода как компонента воздуха. Между тем в образовании и разрушении озона атмосферы играют существенную роль и другие

Состав и строение литосферы
Сейсмические исследования свидетельствуют о том, что при землетрясениях возникают различные сейсмические волны, распространяющиеся в породах Земли с разными скоростями. Наиболее быстрые из них - пе

Процессы выветривания
Поверхность земной коры подвержена действию атмосферы, что делает ее восприимчивой к физическим и химическим процессам. Физическое выветривание является механическим проце

Общие для большинства почв реакции
При характеристике почв наиболее информативны не отдельные индивидуальные соединения, а их группы, то есть совокупность соединений со сходными строениями и свойствами. Такими группами могут быть мо

Катионный обмен
Для почв наиболее характерны реакции катионного обмена между твердой частью почвы, которая поглощает катионы, и почвенным раствором, который можно рассматривать как раствор электролитов. Если твёрд

Потенциальная кислотность почв
Обменные катионы участвуют также в формировании потен­циальной кислотности почв. Такая кислотность встречается в кислых дерново-подзолистых, серых лесных, красноземных почвах. Прояв­ляется о

Щелочность почв
Щелочными считают почвы, водная суспензия которых имеет рН 7,5 — 8,0 или выше. Эти почвы формируются в степных и сухо-степных природных зонах; к ним относятся солонцы, некоторые со­лончаки. Щелочно

Окислительно-восстановительные режимы
Практически в каждой почве происходят реакции окисления или восстановления химических соединений или элементов. Эти ре­акции являются сопряженными, и если какой-либо компонент поч­вы окисляется, то

Гумификация
Это один из самых важных почвенных биохимических процес­сов. Сущность его заключается в трансформации растительных ос­татков в своеобразные, темноокрашенные органические гуминовые вещества преимуще

Химическое загрязнение и охрана почв
В последние десятилетия человек стал причиной быстрой де­градации почв, хотя потери почв имели место на протяжении всей человеческой истории. Во всех странах мира сейчас распахивают около 1,5 млрд.

Пресные воды подземной гидросферы
Существенную роль в процессах биосферы играет и так называемая подземная гидросфера. Пресные воды после ледников вносят основной вклад в общий баланс пресной воды на планете. Обширные запасы

Химия пресных поверхностных вод
Озера. Озера— это водоемы, не имеющие прямой связи с сис­темой Мирового океана. Они распространены на равнинных и гор­ных территориях, во влажных и засушливых, холодных и жарких ги

Химия воды и режимы выветривания
Состав растворенных ионов в пресных водах зависит от: варь­ирующего состава дождевых осадков и сухих атмосферных выпаде­ний; изменений в поступлениях в атмосферу вследствие эвапотранспирации; варьи

Растворенные твердые вещества пресных вод
Кремний высвобождается при выветривании силикатов и пе­реносится в природных водах в виде недиссоциированной кремние­вой кислоты H4SiО4. Силикаты выветриваются медленно, поэто

Биологические процессы
В ручьях и небольших реках биологическая активность в воде слабо влияет на ее химический состав из-за быстрого течения. В крупных же реках и озерах, со слабым течением основные изменения в химическ

Диаграммы Eh-pH
Кислотность (рН) и окислительно-восстановительный потен­циал (Eh) могут определять поведение элементов и их соединений в окружающей среде. Теоретически возможно бесконечное разнообра­зие сочетаний

Питательные вещества и эвтрофикация
Кроме СO2, воды и света растениям для роста нужны опреде­ленные ионы (питательные вещества). Некоторых из этих ионов, на пример Mg2+ , довольно много в пресной воде, однако др

Кислотные осадки
Кислотными называют атмосферные осадки (дождь, снег, роса) с рН<5,5. Естественная дождевая вода имеет слабокислую реакцию (рН=б), так как находится в контакте с СО2 и растворяет ее, о

Процессы в дельтах и эстуариях
Очень интересна химия морской воды вблизи континентальных областей — в переходной зоне между средами обитания суши и от­крытого океана. Дельта - устьевая часть реки, в которой происходит р

Изменения веществ в окружающем среде
Для целостного понимания биосферы как глобальной системы важно изучение как природных, так и антропогенных процессов, происходящих в ней. Для предсказания того, как эта система может измен

Изменения во времени
Естественные (природные) изменения. Изменения геохимиче­ских, геофизических и метеорологических параметров за геологиче­ские периоды времени, эволюция живых организмов, обитающих в воде и н

Пространственные изменения
Критериями оценки природных и антропогенных веществ по степени их воздействия на изменение окружающей среды являются их количество, объем запасов, частота появления и распространен­ность. Учет изме

Распространение в окружающей среде
Оценка распространения в окружающей среде синтезированных человеком веществ включает физико-химические свойства этих ве­ществ, физические процессы, связанные с их переносом, биологиче­ские п

Перенос между различными средами
Рис. 19. Схема процессов переноса вещества между различными средам

Перенос почва — вода
Перенос веществ на границе раздела почва — вода играет важ­ную роль в процессе загрязнения вод в результате применения хими­ческих препаратов или их поступления в почву с дождем, в результате искус

Перенос вода — воздух
Переход вещества в природных условиях из водного раствора в атмосферу называют летучестью; этот процесс осуществляется в ре­зультате диффузии, обратный перенос называют сухим осаждением в воду.

Перенос почва -—воздух
В миграционных процессах между почвой и воздухом большое значение имеют обменные процессы жидкость/твердая фаза, жид­кость/газ и твердая фаза/газ. Переход вещества из почвы в атмосферу пут

Поступление и накопление в живых организмах
В принципе любое химическое вещество поглощается и усваива­ется живыми организмами. Равновесное состояние или состояние на­сыщения в процессе усвоения достигается в том случае, если его по­ступлени

Сравнение содержания химических элементов в морской воде и теле рачка Calanus finmarchicue
Химические элементы Морская вода, масс,% Calanus finmarchicus, масс.% Коэффициент обогащения Кислород

Географический и биотический перенос
После того как произошло распределение поступивших в окру­жающую среду химических веществ между воздухом, водой и поч­вой, необходимо проследитьих дальнейшую миграцию на более или менее далекие рас

Геохимические барьеры
Участки биосферы, на которых в миграционном потоке на ко­ротком расстоянии резко уменьшается интенсивность миграции хи­мических элементов, и как следствие этого процесса, повышается их концентрация

Круговороты макроэлементов
Солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота ве­ществ: большой, или геологический (абиотический) и малый, или биологический (биотический). Большой круговорот наиболее четко проявляется в

Вещества, попавшие в окружающую среду исключительно в результате.человеческой деятельности
ДДТ(2,2-ди (р-хлорфенил) - 1,1,1 -трихлорэтан) Пестицид Неселективный ряд, концентри­руется в пище­вой цепи ПХД (полихлориро-ванные

Углерод
Самым важным компонентом природного цикла углерода явля­ется газообразный диоксид углерода СО2. Сейчас запасы углерода в атмосфере в виде СО2 относительно невелики в сравнении

АТМОСФЕРА
СО2

Круговороты второстепенных элементов
Микроэлементы, как и макроэлементы, мигрируют между орга­низмами и средой. Многие из них концентрируются в тканях благо­даря химическому сходству с какими-либо важными биогенными элементами, что мо

Соединения хлора
Химия соединений хлора в биосфере сравнительно проста. Практически все встречающиеся в почвах хлориды легко раствори­мы: NaCl, KC1, СаСl2, MgCl2. Растворимы также хлориды боль

Соединения йода
Содержание йода в земной коре колеблется от 0,01 до 6 мг/ кг, достигая максимума в обогащенных органическим веществом слан­цах. Минеральные соединения йода легкорастворимы, поэтому йод энергично вы

Соединения брома
Содержание брома в земной коре колеблется от 0,2 до 10 мг/кг, причем максимальные концентрации характерны для глинистых от­ложений. Бром — сильнолетучий элемент, его соли легкорастворимые. К числу

Соединения фтора
Свойства соединений фтора значительно отличаются от свойств других галогенопроизводных. Фториды щелочных металлов растворимы в воде и их раст­воримость уменьшается в ряду KF > NaF >

Тяжелые металлы
Металлы в очень высокой степени вовлечены в антропогенную деятельность, они отличаются настолько высокой технофильностью, что нередко говорят о современной «металлизации» биосферы. Осо­бое значение

Атмосфера
    Общий запас 15,6*109 г

Стронций
Sr -хороший пример ранее малоизученного элемента, который теперь служит объектом особого внимания в связи с большой опас­ностью его радиоактивного изотопа для человека и животных. По свойствам стро

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги