1   2   3   4   5   6   7
Ім'я файлу: Конспект лекцій ЕК.docx
Розширення: docx
Розмір: 155кб.
Дата: 26.05.2022
скачати
Пов'язані файли:
avtomatizirovannaya-sistema-diagnostiki-i-ispytaniy-oborudovaniy
Діагностика карбюраторних двигунів.doc
ДО_Курсова1.docx

Термосфера (іоносфера). Розміщена на висоті від 80 до 800 км. В складі термосфери панують зруйновані космічним випромінюванням атоми – іони (головним чином іони кисню і азоту). В термосфері на висоті 320-400 км виникають полярні сяйва.

Екзосфера. Зовнішня частина атмосфери називається екзосферою (вакуум-сферою). Вона розповсюджується від 800 до 2000 км і складається в основному з атомарних газів гелію і водню. Температура у цьому шарі досягає 1500-3000 К.

Функції атмосфери:

- Терморегулююча. Завдяки присутності вуглекислого газу і пари води атмосфера затримує теплове випромінювання Землі, що виключає різкі добові зміни температури (на Місяці, наприклад, вночі температура падає до - 162°С).

- Захисна. Атмосфера затримує короткохвильове рентгенівське випромінювання, жорстке ультрафіолетове випромінювання (завдяки озоновому екрану). Це має дуже велике значення для живих організмів планети. Верхня межа життя якраз і зумовлюється променевою енергією, що потрапляє на планету. Атмосферою поглинається 52% всієї енергії сонячного випромінювання. Крім того атмосфера захищає поверхню Землі від метеоритних часток, що згорають в щільних шарах повітря. Найменші метеоритні частки мають масу приблизно 0,001 г, швидкість руху однієї частки – до 72 км/с. Щодня в атмосферу потрапляє в атмосферу до двох мільярдів часток.

- Енергетична функція атмосфери полягає в розподілі сонячного випромінювання і повітряної вологи на поверхні Землі.

- Геохімічна і геофізична функції атмосфери полягають в утворенні навколишнього наземного середовища, твердих, рідких і газоподібних неорганічних і органічних речовин.

- Газовий склад атмосфери грає дуже важливу роль в розвитку життя на планеті, в процесах фотосинтезу, дихання.

Атмосфера завжди містить домішки, що надходять від природних і антропогенних джерел.

До домішок природного походження відносять: пил (рослинний, вулканічний, космічний), тумани, дими і гази від лісових і степових пожеж, вулканічні гази.

Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим і мало змінюється на протязі часу.

В місцях активної життєдіяльності людини виникають стійкі зони з підвищеними концентраціями забруднюючих речовин - це антропогенні забруднення.

У відсотковому співвідношенні на першому місці за кількістю викидів знаходиться автотранспорт (40% викидів), на другому - теплоенергетика (30%) та промисловість (30%).

Найбільш розповсюдженими газами, що забруднюють атмосферу, є оксиди сірки, азоту, вуглецю, аміак, сполучення фтору, хлору, сірководню, вуглеводні.

Домішки, що забруднюють атмосферу, викликають частіше незворотні зміни: зменшують прозорість, поглинають сонячну енергію, порушують геофізичні процеси переміщення повітряних мас, викликають численні негативні явища в погоді, змінюють мікроклімат міст, погіршують здоров я людей.

Учені пов'язали виверження вулканів, які супроводжуються викидами великої кількості пилу, з наставанням більш холодної погоди. Вони прийшли до висновку, що хмари пилу, які з являються внаслідок вулканічних вивержень, відбивають сонячне світло, не пропускаючи його до земної поверхні, це призводить до її охолодження. Гіпотези про роль вулканічного пилу стали підставою для теорії «ядерної зими» Вибухи ядерної зброї можуть створити такі густі хмари пилу, що температура повітря знизиться на 30-40°С.

Внаслідок техногенної діяльності людини збільшується концентрація оксидів вуглецю в атмосфері. Щорічно в атмосферу потрапляє біля 5×1011 тон вуглекислого газу. Із збільшенням використання палива органічного походження ця кількість буде зростати. Зростання концентрації СО2 призводить до підвищення температури навколишнього середовища за рахунок «парникового ефекту». Суть цього явища в тому, що вуглекислий газ діє як скло в парнику – пропускає сонячні промені і затримує тепло поверхні Землі. Крім вуглекислого газу також діє оксид азоту (N2O), метан, фреони. Це може призвести до збільшення числа засушливих районів в середніх широтах (Україна, Кубань), і, як наслідок, до зменшення урожаїв зерна; підйому рівня Світового океану на 2-3 м внаслідок танення полярних «льодових шапок», це, в свою чергу, призведе до затоплення багатьох прибережних зон; збільшенню вмісту вуглекислоти в океані.

Заслуговує особливої уваги проблема озонового екрану, що утворюється трьохатомним киснем на висоті 30-33 км. Як відомо, озон 48 міститься в атмосфері в зовсім незначних кількостях (1 частина на 4 млн. частин повітря), але грає унікальну роль в біосфері. Завдяки озону утворюється озоновий щит, що захищає все живе на Землі від згубної дії ультрафіолетових сонячних променів. Відомо, що оксиди азоту, а також хлор- і фторовміщуючі вуглеводні руйнують озоновий екран. За повідомленнями американських фахівців швидкість зменшення запасів озону у верхніх шарах атмосфери складає близько 3% на рік. Найбільше руйнування озонового шару відбулося над Антарктидою і в прилягаючих до неї районах, тут утворилася озонова діра розмірами з територію США. Це надзвичайно небезпечно, бо зниження вмісту озону на 1% збільшує число захворювань раком шкіри на 5-6%.

При деяких погодних умовах (наприклад, інверсії, коли холодне повітря розташоване над теплим) в промислових містах та індустріальних центрах можуть утворюватися особливо великі скупчення шкідливих газоподібних та аерозольних домішок в приземному шарі повітря – фотохімічний смог – гетерогенна суміш повітря, мряки і токсичних речовин. Смог може призвести до задушення зі смертельним кінцем.

З фізичним і хімічним станом атмосфери зв'язане здоров’я людей, умови розвитку тварин і рослин. Назріла необхідність організації систематичних спостережень за характером прояву в біосфері різноманітних забруднень атмосфери, вимагається більш досконала оцінка можливих великих змін атмосфери і клімату Землі, щоб уникнути небажаних наслідків.
Захист повітряного басейну

Для оцінки стану атмосферного повітря встановлено нормативи гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин. Ці нормативи повинні відповідати інтересам охорони здоров’я людей і охорони навколишнього природного середовища.

Гранично допустима концентрація (ГДК) забруднюючих речовин атмосфери – це максимальна маса шкідливої речовини в одиниці об’єму повітря (мг/ м3 ), вплив якої (прямо або опосереднено) на організм людей, тварин і рослин не викликає жодних відхилень в нормальному їх функціонування протягом всього життя нинішнього і наступного поколінь.

Для кожної забруднюючої речовини атмосферного повітря встановлено два нормативи: максимальна разова і середньодобова ГДК.

Максимальна разова ГДК встановлюється для попередження рефлекторних реакцій у людини через подразнення рецепторів органів почуттів (відчуття неприємних запахів, чихання, алергічні реакції, світлова чутливість очей та інше) при короткочасному впливі (до 20 хвилин) атмосферних забруднень.

Середньодобова ГДК встановлюється для попередження загальнотоксичного, канцерогенного, мутагенного та інших, прямого чи побічного шкідливого впливу на людину в умовах невизначено довгого цілодобового вдихання.

Викиди в атмосферу класифікуються за таким чином:

- за агрегатним станом на: газоподібні, рідкі і тверді (рідкі і тверді частки, що знаходяться у повітрі, утворюють аерозолі);

- за хімічним складом: SO2, NO2, CO, H2S, фтор, хлор, аміак, кислоти, луги, сажа, метали та їх сполуки;

- за розмірами часток: < 0.5×10-6 м; 0.5×10-6-3×10-6 м; 3×10-6-10×10-6м; 10×10-6-50×10-6 м; > 50×10-6 м;

- за масою речовини, що ввикидається в одиницю часу: < 1 кг/год; 1…10 кг/год; 10…100 кг/год; 100…1000 кг/год; 1000…10000кг/год; > 10000 кг/год.

Значну роль в системі охорони атмосферного повітря грають планувальні заходи, що дозволяють при постійності валових викидів істотно знижувати вплив забруднення навколишнього середовища на людину. Особливу увагу слід приділяти вибору місць для будівництва промислових підприємств і житлових масивів. Місця для будівництва промислових підприємств і житлових масивів повинні вибиратися з урахуванням аерокліматичної характеристики і рельєфу місцевості.

Промисловий об'єкт повинен бути розміщений на рівному піднесеному місці, яке добре провіюється повітрям. Місце для житлової забудівлі не повинно бути вище місця, де розташоване підприємство, інакше високі труби для розсіювання промислових викидів практично не мають переваги. Будівництво надто високих (150-200м) димових труб також не завжди є виправданим, бо вони «вивантажують» шкідливі речовини в більш високі шари атмосфери, звідки останні переносяться на великі відстані. В США таким чином була зменшена кількість «кислотних дощів» за рахунок «експорту» їх в Канаду. Промислові об'єкти, які є джерелами викиду шкідливих речовин в навколишнє середовище, повинні розташуватися за межею населених пунктів та з підвітряного боку від житлових масивів і відділяються від житлових забудівель санітарно-захисними зонами (СЗЗ). Розміри цих зон залежать від потужності підприємства, умов проведення технологічного процесу, характеру і кількості шкідливих речовин, які викидаються.

Лекція 12

Літосфера. Вплив на ґрунти антропогенних чинників.

Мінеральні ресурси
Літосфера – це верхній твердий покров нашої планети, що включає в себе земну кору і верхню частину мантії. Глибина літосфери досягає 50-200 км. Мантія розташована до 3000 км і займає близько 67% маси Землі, внутрішня частина Землі – це ядро, маса якого складає близько 32%. Встановлено, що з глибиною збільшується температура і тиск.

Континентальна земна кора вкриває приблизно 45% поверхні Землі і має глибину 40-70 км. Окремі її частини мають вік до 3,8 млрд. років. Океанська земна кора значно молодша, ніж континентальна, і має меншу товщину - до 5- 12 км.

Літосфера утворена різноманітними осадочними, гранітними і базальтовими породами. В результаті багатьох досліджень обчислено вміст хімічних елементів в земній корі. В 1889 році американський геохімік Кларк, проаналізував біля 6000 зразків гірських порід і вперше розрахував середній вміст хімічних елементів у земній корі, який отримав назву «кларки». Найбільш 62 розповсюдженим в літосфері є кисень – 47%, за ним йдуть кремній – 29,5%, алюміній – 8,05%, залізо – 4,65%, кальцій – 2,96%. Ці п'ять елементів становлять понад 92% маси літосфери. Якщо до них додати ще три елемента – натрій (2,5%), калій (2,6%) і магній (1,87%), то їх маса в сумі буде перевищувати 99%.

З літосферою зв'язані найбільш грандіозні і руйнівні стихійні лиха: землетруси, вулканічні виверження, зсуви.

Землетруси відбуваються в основному в результаті пульсаційно-коливального розвитку літосфери – стиску її в одних регіонах і розширенню в інших. За глибиною розташування осередку вони поділяються на глибокофокусні (300-700 км), проміжні (70-300 км) і звичайні (< 70 км). Щорічно кількість землетрусів, які реєструються на Землі, досягає сотень, тисяч, але лише деякі з них викликають катастрофічні руйнування

Вулканізм являє собою сукупність процесів, зв'язаних з переміщенням з глибин Землі магматичних мас і частини газо-водних продуктів, що супроводжують їх. Лава, гарячі гази, пари води і уламки пород вивергаються на поверхню через чашоподібні або воронкоподібні заглиблення на вершині або всередині вулканічного конусу – кратера розмірами до декількох кілометрів.

Літосфера – джерело різноманітних мінеральних ресурсів, корисних копалин. Мінеральні ресурси, які є в надрах землі і розташовані на її поверхні, мають величезне значення для народного господарства і можуть бути використані як джерело енергії (теплової, електричної, ядерної), промислова сировина для виробництва, будівельний матеріал і сировина для будівельного виробництва.

Корисними копалинами прийнято вважати скупчення металевих, неметалевих і пальних продуктів, що можуть бути використані як мінеральна сировина.

Джерела і носії корисних копалин – гірські породи, мінерали, органічна речовина, тобто все те, що складає літосферу і обумовлює різноманітність її речовинного складу.

В нинішній час в світі видобувається біля 400 видів мінеральної сировини. В основному це пальні корисні копалини (нафта, газ, кам'яне і буре вугілля) – 85% світового видобутку. Більше 10% займає видобування кольорових і чорних металів.

Корисні копалини входять до складу різноманітних мінералів, серед яких можна виділити такі головні класи: самородні метали, силікати, оксиди, карбонати, сульфіди, селеніди, телуриди, фосфати, сульфати, хромати, молібдати, вольфрамати. Існують відомості, згідно яким в складі 2000 відомих мінералів тільки 45 елементів є основними. Такі елементи, як Ca, Fe, Al, Mg, Na, Cu, Pb, Mn, As містяться більш ніж в 100 мінералах. Десять елементів – U, Ti, Sb, B, W, Zn, Ag, Ni, Ce, Nb – входять до складу 50 мінералів. Менш ніж в 10-ти мінералах зустрічається Sc, Cd, Cs, Ge. Взагалі не утворюють самостійних мінералів Hf, In, Rb, вони зустрічаються тільки у вигляді домішок в гірських породах.

Сукупність елементів і мінералів в земній корі, що на даному рівні розвитку науки і техніки економічно вигідно розробляти, називаються рудами. Скупчення руд утворюють родовища.

Корисні копалини відносять до природних ресурсів, які не відновляються. В зв'язку з тим, що сфера їх застосування весь час поширюється і потреба в них безупинно росте, виникає загроза їх гострого дефіциту вже в найближчому майбутньому.

Основні напрямки раціонального використання мінеральних ресурсів:

  • необхідність розробки технологій раціонального видобутку корисних копалин з більш значних глибин і комплексне їх використання;

  • отримання мінеральної сировини із бідних руд;

  • заміна дефіцитних матеріалів більш доступними і широко розповсюдженими;

  • розширення засобів рециркуляції і вторинного використання деяких металів;

  • отримання сировини шляхом хімічного синтезу;

  • розширення виробництва штучних будівельних матеріалів (цегли, бетону), вогнеупорів, алмазів, рубінів, азбесту, графіту та інших;

  • використання сонячної енергії і енергії ядерного синтезу в якості основних джерел енергії;

  • розробка засобів за ефективним вловлюванням цінних компонентів з газоподібних і рідких відходів промисловості, транспорту, побуту.


Ґрунти та вплив на них різноманітних чинників

Ґрунтом називають поверхневий шар земної кори, змінений під впливом життєдіяльності організмів, на якому ростуть різноманітні рослини. На відміну від гірських порід грунт характеризується специфічним складом мінеральних речовин і, головним чином, наявністю органічних речовин – гумусу. Ґрунт безупинно змінюється під впливом клімату, біологічних чинників та діяльності людини.

Ґрунти покривають переважну частину поверхні суші, за винятком територій, що зайняті льодовиками і вічними снігами, пустелями, скелями, містами і підприємствами. Вся площа суші - 14800 млн. га, з них 28% зайнято лісами, 17% - луками, 10% - зораною землею і 45% - іншою сушею. Людина використовує більш 55% суши, в тому числі близько 12-20% - під ріллю.

В Україні налічується приблизно 650 різновидів ґрунтів, які між собою різняться мінералогічним складом, вмістом гумусу, фізичними та хімічними властивостями. Найбільш поширеним типом ґрунту на Україні є чорноземи – найбільш родючі ґрунти, з високим вмістом гумусу (4-6%). Природі для того, щоб утворити шар гумусу завтовшки 1 см, потрібно 25-80 років.

Ґрунти є основним постачальником неорганічних елементів у біотичні системи. З мікроелементів особливо велику роль відіграють Mn, Cu, Zn, I, Mo, B, Cr, Co, Ni та інші. Вони – найважливіша складова частина ферментів, гормонів, вітамінів. Недолік їх в середовищі викликає різноманітні захворювання у рослин або тварин. Встановлено, що B, V, Zn, Cu сприяють кращому використанню світла рослинами в ході фотосинтезу, впливають на вуглеводний обмін, посилюють окислювальні процеси, беруть участь в синтезі білків, сприяють утриманню рослинами води. Mo, V, Mn, Os беруть участь в специфічних реакціях фіксації азоту різноманітними видами азотофіксуючих бактерій. Mn, Si, Co, B, Li, Cu підвищують стійкість рослин до захворювань.

Ерозія ґрунтів – це руйнування і знесення ґрунтового покрову потоками води, повітря, льоду. Природний процес ерозії ґрунтів завжди існував у природі, протікає він поволі і майже непомітно (геологічна ерозія). Швидкість цього процесу така ж, як і ґрунтоутворення.

На відзнаку від природної ерозії, прискорена сучасна ерозія ґрунтів обумовлена нераціональною експлуатацією ґрунтів при аграрному землекористуванні. Надзвичайно інтенсивною є ерозія на орних землях та вибитих пасовищах. Темпи і масштаби ерозійних процесів на сільськогосподарських землях залежать від виду вирощуваної сільськогосподарської культури, рельєфу місцевості, типу ґрунтового покриття, застосовуваних технологій та технічних засобів обробітки ґрунтів і посівів. Розталі води щорічно виносять з ланів в ріки і моря тисячі тон ґрунту, який містить азот, фосфор, кальцій, калій, сірку. Врожай на таких ґрунтах зменшується в 3-4 разів.

Водна ерозія може бути плоскісною і яровою. Внаслідок того, що поверхня Землі не є ідеально рівною, при плоскінній ерозії відбувається змив ґрунту струмками талої, дощової або ливневої води.

Руйнування ґрунту під впливом транспорту, землерийних машин і техніки називається технічною ерозією.

Вторинне засолення і забагнювання - пов’язанні із зрошенням земель. Зрошувані землі дають близько 30% продукції сільськогосподарських рослин, але створення штучних водойм, меліоративних водоводів, зрошення великих територій породжують ряд негативних явищ, таких як підняття рівня ґрунтових вод, зміна їхнього хімічного складу. Серйозну проблему для сучасного зрошуваного хліборобства являє вторинне засолення ґрунтів. Засолення ґрунтів - це підвищення у поверхневих шарах ґрунту концентрації солі NaCl, що погіршує родючість ґрунту. Це відбувається через надмірне зрошення земель. У світі площі засолених земель складають не менше 20-25 млн. га.

З метою підвищення родючості ґрунтів і збільшення врожаїв сільськогосподарських культур людина свідомо включає в біологічний кругообіг ті або інші хімічні елементи (мінеральні добрива), що необхідні для живлення рослин і тварин. Завдяки цьому він збільшує екологічну продуктивність ґрунтів. В той же час він здійснює ряд заходів, що створюють більш сприятливі умови для живлення, росту і розвитку рослин. В результаті активізується діяльність корисної мікрофлори, підвищується доступність для рослин елементів живлення, ґрунт збагачується азотом, фосфором, калієм, кальцієм та іншими елементами. Однак, внесення надмірних доз мінеральних добрив завдає збитки природному середовищу. Мінеральні речовини не повністю використовуються рослинами, надлишки потрапляють у водосховища і забруднюють їх. Крім того, в самих рослинах накопичується у надмірній кількості нітроген, що робить харчові культури небезпечними для здоров’я людини.

Інтенсивне використання мінеральної сировини супроводжується утворенням великої маси твердих відходів і промислових викидів на всіх стадіях його видобутку і переробки. Кількість відходів буває перевищує кількість отриманої продукції. Річне споживання мінеральної сировини у світі складає близько100 млрд. т, а обсяг відходів виробництва – 40-50 - млрд. т.

Головна маса відходів утворюється на підприємствах таких галузей промисловості: гірничодобувної, збагачувальної (відвали, шлаки), чорної і кольорової металургії (шлаки, шлами), у машинобудуванні (стружка), хімічної (відходи органічних виробництв), лісової і деревообробної.

Особливо слід відзначити негативний вплив, який чинить на навколишнє середовище розробка корисних копалин відкритим або шахтним засобом. Зміна рельєфу поверхні відбувається вже під час розвідування корисних копалин (забагнювання ґрунту). Особливо великої шкоди надає складування порожніх пород у терикони і відвали.

Забруднення ґрунтів за величиною зон та рівнем забруднення поділяється на фонове, локальне, регіональне, глобальне.

1   2   3   4   5   6   7

скачати

© Усі права захищені
написати до нас