Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота веществ: большой, или геологический (абиотический) и малый, или биологический (биотический). Большой круговорот наиболее четко проявляется в циркуляции воздушных масс и воды. В основе большого геологического круговорота лежит процесс переноса минеральных соединений из одного места в другое в масштабе планеты. Около половины падающей на Землю лучистой энергии расходуется на перемещение воздуха, выветривание горных пород, испарение воды, растворение минералов и т. п. Движение воды и ветра, в свою очередь, приводит к эрозии, переносу, перераспределению, осаждению и накоплению механических и химических осадков на суше и в океане. В течение длительного времени образующиеся в море напластования могут возвращаться на сушу - и процессы возобновляются. К этим циклам подключаются вулканическая деятельность и движение океанических плит в земной коре.
Круговорот воды, включающий переход ее из жидкого в газообразное и твердое состояния и обратно, - один из главных компонентов абиотической циркуляции веществ.
На базе большого геологического круговорота возникает круговорот органических веществ, или малый, биологический круговорот. В основе малого круговорота веществ лежат процессы синтеза и разрушения органических соединений. Эти два процесса обеспечивают жизнь и составляют одну из главных ее особенностей.
В отличие от геологического, биологический круговорот характеризуется ничтожным количеством энергии. На создание органического вещества затрачивается всего около 1 % падающей на Землю лучистой энергии. Однако эта энергия, вовлеченная в биологический круговорот, совершает огромную работу по созиданию живого вещества. Чтобы жизнь продолжала существовать, химические элементы должны постоянно циркулировать из внешней среды в живые организмы и обратно, переходя из протоплазмы одних организмов в усвояемую для других организмов форму.
Все химические элементы участвуют и в большом, и в малом круговороте веществ. Из почти ста химических элементов, встречающихся в природе, 30-40 являются биогенными, т.е. необходимыми организмам. Некоторые из них, такие, как углерод, водород, кислород, азот, фосфор, нужны организмам в больших количествах - это макроэлементы, другие - в малых или даже ничтожных - микроэлементы. В круговороте отдельных элементов различают две части: резервный фонд - большая масса медленно движущихся веществ (в основном, небиологическая часть) и подвижный, или обменный фонд - меньший, но более активный, который быстро обменивается между организмами и окружающей их средой. Иногда резервный фонд называют «недоступным», а обменный - «доступным». Более или менее замкнутые пути движения химических элементов называются биогеохимическими циклами («био» - относится к живым организмам, а «гео» - к твердым породам, воздуху и воде). Циклы с малым объемом резервного фонда более подвержены воздействию человека.
Биогеохимические циклы делятся на два типа: круговороты газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере и осадочные циклы с резервным фондом в земной коре. Главными биогеохимическими циклами, обеспечивающими жизнь на планете, кроме круговорота воды, являются циркуляции углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и других биогенных элементов.
Круговороты газообразных веществ, в которых участвуют, например, углекислый газ, азот, кислород благодаря наличию крупных атмосферных или океанических (или тех и других) фондов достаточно быстро компенсируют возникающие нарушения. Например, избыток СО2, обусловленный интенсивным окислением, горением или промышленными выбросами в каком-либо районе, обычно быстро рассеивается с воздушными потоками. Кроме того, излишки СО2 компенсируются усиленным фотосинтезом и превращением их в гидрокарбонаты в морях. Круговороты газообразных веществ с большими резервными фондами можно считать в глобальном масштабе хорошо сбалансированными; однако способность к саморегуляции даже при таком резервном фонде, как атмосфера и океан, конечно, не беспредельна. Осадочные же циклы, в которых участвуют такие элементы, как фосфор или железо, легче нарушаются в результате местных изменений, потому что в этих случаях основная масса вещества сосредоточена в относительно малоактивном и малоподвижном резервном фонде в земной коре.
Участие человека в изменении природных биогеохимических циклов, при всем их многообразии, сводится к двум категориям:
а) изменения в природных круговоротах в результате добавления или удаления присутствующих в них химических веществ из-за вызванных человеком воздействий;
б) поступление в окружающую среду необычных для природы химических соединений в результате промышленного синтеза и производства новых веществ.
Вторая категория химических изменений, по-видимому, наиболее понятна. Примеры некоторых веществ, обнаруженных в окружающей среде и являющихся результатом
исключительно человеческой деятельности, приведены в таблице 10 и включают: пестициды, например 2,2-ди(р-хлорфенил)-1,1,1-трихлорэтан (ДДТ), который разрушается в почве под влиянием бактерий с образованием ряда других необычных соединений; полихлорированные
дифенилы (ПХД), которые широко применяются в промышленности и плохо разрушаются в окружающей среде; трибутилированное олово (ТБО), которое применяется в корабельных красках для предотвращения поселения организмов на корпусе корабля; многие наркотики, некоторые радионуклиды и ряд хлорфторуглеродных соединений (ХФУ), которые были разработаны для использования в качестве распыляемых аэрозолей, охлаждающих веществ и при производстве твердого мыла. Перечень никоим образом не полный. Было подсчитано, что химической промышленностью синтезировано несколько миллионов различных химикатов (в основном органических), которых никогда раньше не было на Земле.
Таблица 10
Дата публикования: 2014-11-29; Прочитано: 1454 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!