22. Растворение в атмосферных осадках диоксида углерода. Зависимость концентрации углекислого газа от температуры и парциального давления.

Роль углекислого газа (CO₂, двуокись или диоксид углерода) состоит прежде всего в поддержании процесса фотосинтеза, который осуществляется растениями. Являясь парниковым газом, двуокись углерода в воздухе оказывает влияние на теплообмен планеты с окружающим пространством, эффективно блокируя переизлучамое тепло на ряде частот, и таким образом участвует_в_формировании климата планеты.В_связи_с_активным_использованием человечеством ископаемых энергоносителей в качестве топлива, происходит быстрое увеличение концентрации этого газа в атмосфере. Несмотря на относительно небольшую концентрацию в воздухе, CO₂ является важной компонентой земной атмосферы, поскольку он поглощает и переизлучает инфракрасное излучение на различных длинах волн, Данный процесс исключает или снижает излучение Земли в космос на этих длинах волн, что приводит к парниковому эффекту. Текущее изменение концентрации атмосферного CO₂сказывается в полосах поглощения, где его современное влияние на спектр переизлучения Земли приводит только к частичному поглощению.Кроме парниковых свойств двуокиси углерода, также имеет значение тот факт, что она является более тяжелым газом по сравнению с воздухом. увеличение доли углекислого газа приводит к увеличению плотности воздуха и, соответственно, к изменению профиля его давления в зависимости от высоты. В силу физической природы парникового эффекта, такое изменение свойств атмосферы приводит к увеличению средней температуры на поверхности.

23. Взаи­модействие атмосферных осадков с силикатными и карбонатными поверхно­стными породами, трансформация пород и минерализация вод.

24.Характеристика вод по минерализации. Общую минерализацию подземных вод составляет сумма растворенных в них веществ. Она обычно выражается в г/л или мг/л. Формирование химического состава и общей минерализации подземных вод связано с двумя основными факторами: 1) условиями их происхождения; 2) взаимодействием с горными породами, по которым движется подземная вода, и условиями водообмена. В ряде случаев происходит процесс выщелачивания растворимых горных пород и соответственное обогащение подземных вод теми или иными минеральными солями. В глубинных водах (в погруженных частях структур) в условиях затрудненного водообмена происходят наибольшая концентрация растворенных веществ и значительное увеличение общей минерализации.

К настоящему времени опубликовано много классификаций подземных вод по их минерализации и химическому составу. В классификации В. И. Вернадского, О. А. Алексина и других выделяются четыре группы подземных вод: 1) пресные - с общей минерализацией до 1 г/л; 2) солоноватые - от 1 до 10 г/л; 3) соленые - от 10 до 50 г/л; 4) рассолы - свыше 50 г/л.

25.Илы и сапропели.их состав.Условия их формирования. САПРОПЕЛЬ (от греч. sapros — гнилой и pelos — ил, грязь) — илистые отложения пресных континентальных водоёмов, содержащие свыше 15% (по массе) органических веществ. При меньшем содержании органических веществ отложения относят к минеральным илам Сапропель - вещество преимущественно биологического происхождения, образующееся под водой, на дне пресноводных водоемов из остатков планктонных и бентосных организмов, при большой роли бактериальных процессов, происходящих в поверхностных слоях отложений при малом доступе кислорода.

В состав органического вещества, кроме растительных и животных остатков и продуктов их распада, входят продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Элементный состав органической массы сапропеля (%): С 53-60; О 30-36; Н 6-8; S 1,5-3; N до 6. Органическая часть сапропелей содержит от 3 до 11 % битумов, до 40% гуминовых веществ и других биологически активных веществ. Минеральная часть сапропелей чаще представлена глинистыми, песчанистыми и мелкоалевритовыми терригенными или карбонатными частицами. В минеральном составе выделяют: аллотигенные минералы — кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклазы, биотит, мусковит и др.; сингенетические аутигенные — опал, кальцит, лимонит, сидерит, гипс; диагенетические — кальцит, сидерит, марказит, пирит, сера и др. Состав зольной части (в %): SiО₂ 1,1-55, CaO 0,1-52, Fe₂О₃ 0,1-10, Al₂О₃ 0,1-7,1. Повышенное среднее количество микроэлементов (мг/кг сухого вещества) наблюдается в кремнезёмистых (В 80; Ni 19; Cu 17; Со 8; V 38) и в органических (Zn 148; Mo 3,5) сапропелях.

26. Процессы разложения детрита в природных водоемах. - под детритом подразумевают взвешенные частицы мертвого органического вещества совместно с обитающими на них микроорганизмами (грибами, бактериями, простейшими). Таким образом, частицы детрита образуют самостоятельные микроэкосистемы, которые состоят из живых и неживых компонентов. Такие системы функционируют на границе раздела фаз при разной степени трансформации входящих в нее органических веществ. Пищевая ценность детрита зависит от его происхождения и в значительной степени определяется его возрастом, то есть степенью трансформированности органического вещества. Детрит в значительной степени контролирует процессы деструкции и минерализации. На поверхности детритных частиц происходят разнообразные физико-химические реакции, биохимические и биологические процессы, среди которых существенную роль играют процессы гидролиза, химического и микробиального синтеза и ряд других, в результате чего создаются необходимые условия для включения растворенного органического вещества в дальнейший биотический круговорот.Для осуществления процесса биологической минерализации детрита необходимо выполнение следующих требований: 1) условия среды должны обеспечивать выживание организмов; 2) соединения детрита должны быть биологически доступны, например, не входить в состав комплексных соединений; 3) большие (>500 г/моль) полярные молекулы должны быть расщеплены до момента проникновения их в клетки, поскольку эти молекулы или их расщепленные фрагменты должны свободно проходить через клеточные мембраны. Расщепление крупных молекул осуществляется внеклеточными ферментами и этот этап является одним из наиболее важных моментов в цикле трансформации детрита; 4) ферменты внутри клетки должны обеспечить при заданных условиях процесс дальнейшего расщепления молкул тех соединений, которые образуют детрит. Скорость биохимического разложения компонентов детрита регулируется различными биотическими и абиотическими факторами. Выедание, воздействие вирусов, конкуренция организмов-детритофагов и их поведение являются важными биологическими регуляторами.

27. Основные требования, предъявляемые к питьевой воде, во­де хозяйственно-бытового назначения, воде для орошения, полива, для ис­пользования на животноводческих фермах.Основными требованиями, предъявляемыми к питьевой воде, являются безопасность в эпидемическом отношении, безвредность по токсикологическим показателям, хорошие органолептические показатели и пригодность для хозяйственных нужд. Оптимальная температура воды для питьевых целей находится в пределах 7-11 °С. Наиболее близки к этим условиям воды подземных источников, которые отличаются постоянством температуры. Их в первую очередь рекомендуется использовать для хозяйственно-питьевого водоснабжения.Органолептические показатели (мутность, прозрачность, цветность, запахи и привкусы) воды, потребляемой для хозяйственно-питьевых целей, определяются веществами, встречающимися в природных водах, добавляемыми в процессе обработки воды в виде реагентов и появляющимися в результате бытового, промышленного и сельскохозяйственного загрязнения водоисточников. К химическим веществам, влияющим на органолептические показатели воды, кроме нерастворимых примесей и гуминовых веществ относятся встречающиеся в природных водах или добавляемые в них при обработке хлориды, сульфаты, железо, марганец, медь, цинк, алюминий, гекса- мета- и триполифосфат, соли кальция и магния. Водородный показатель рН большинства природных вод близок к 7. Постоянство рН воды имеет большое значение для нормального протекания в ней биологических и физико-химических процессов, приводящих к самоочищению. Для воды хозяйственно-питьевого назначения он должен находиться в пределах 6,5-8,5.Количество сухого остатка характеризует степень минерализации природных вод; оно не должно превышать 1000 мг/л и лишь в отдельных случаях допускается 1500 мг/л.Норма общей жесткости - 7 мг * экв/л, максимальная допустимая величина - 10 мг * экв/л.В подземных водах, не подвергаемых обезжелезиванию, может быть допущено содержание железа 1 мг/л.Присутствие в воде аммиака растительного или минерального происхождения не опасно в санитарном отношении. Воды, причиной образования аммиака в которых является разложение белковых веществ, непригодны для питья. Пригодной для питьевых целей считается вода, содержащая лишь следы аммиака и нитритов, а по стандарту допускается содержание не более 10 мг/л нитратов. Кремнекислота, присутствующая в природных содах в количестве 30-40 мг/л, не вредна для здоровья и не учитывается при санитарно-гигиенической оценке воды.Обычно о загрязнении патогенными бактериями судят по наличию в воде легко определяемых кишечных палочек. Пригодным для водоснабжения только при хлорировании считается такой источник, в 1 л воды которого среднее количество кишечных палочек (коли-индекс) составляет 1000 клеток (коли-титр 1,0).В хозяйственно-питьевой воде допускается содержание не более 3 кишечных палочек в 1 л и не более 100 микробов (всех видов) в 1 мл; водные организмы должны отсутствовать. Вода должна быть пригодной для орошения сельскохозяйст­венных культур, а при обводнении для обеспечения бытовых и хозяйственных нужд; запасы и расходы воды в водоисточнике должны всегда и полностью удовлетво­рять потребность в воде; водоисточник должен находить­ся вблизи орошаемого массива и выше него, чтобы по­давать воду самотеком при небольшой стоимости стро­ительства водозаборного сооружения и проводящей сети.

28.Первичное и вторичное загрязнение природных вод. Негативное последствие загрязнения вод.Загрязнения разделяют на первичные и вторичные . Первичные загрязнения — поступление в среду загрязнителей, непосредственно образующихся в ходе естественных, природно-антропогенных и чисто антропогенных процессов. Вторичные загрязнения  — образование (синтез) опасных загрязнителей в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде. По отдельности реагенты такого взаимодействия могут быть не опасными. Так, из нетоксичных составляющих образуется ядовитый газ — фосген, а фреоны, химически инертные у поверхности Земли, вступают в стратосфере в фотохимические реакции, давая ион хлора, служащий катализатором при разрушении озонового экрана планеты. Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях:-нарушении устойчивости экосистем;-прогрессирующей эвтрофикации;-появлении «красных приливов»;-накоплении химических токсикантов в биоте;-снижении биологической продуктивности;-возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;-микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

29.Виды сточных вод. Их характеристика.Виды сточных вод(с.в.):1.хоз-бытовые,2.промышленные(металлургия и машиностроения сбрасываемое после очистки),3.с.в. хим промышленности(сбрасываемые после хим осаждения хим в-в),4.с.в. перерабатывающ промышленности,5.с.в. электростанции. Сточные воды – это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.По происхождению сточные воды могут быть классифицированы на следующие: бытовые, производственные и атмосферные.Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов.Производственные сточные воды образуются в процессе производства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. к ним относятся отработавшие технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и их транспортировки.Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега, как на жилой территории населенных пунктов, так и территории промышленных предприятий, АЗС и др. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие того, что в большинстве случаев максимальные расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).

30.Антропогенная эвтрофикация водо­емов. Условия их проявления. Негативные последствия эвтрофикации.Эвтрофикация, или эвтрофирование, – процесс обогащения водоемов питательными веществами, особенно азотом и фосфором, главным образом биогенного происхождения. Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки — несколько десятилетий и менее.Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих “цветение” воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы синезеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. Сами же синезеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части популяции байкальской нерпы и др.

31. Основные токсиканты гидросферы. Их источники, пути миграции и стоки. К основным токсикантам (загрязнителям) гидросферы относятся: 1. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет. 2. Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности. 3. Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека. 4.Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем. 5. Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов. 6. Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию синезеленых водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов. 7. Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей. 8. Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.

32. Самоочищение водных экосистем. Основные механизмы и размеры проявления. Самоочистка вод – это процесс преобразования загрязняющих веществ поступающих в водоемы до не токсичных соединений, под воздействием биохимических процессов (иногда химических). Критерии оценки загрязненности поверхностных вод:

- гидрофизические (кол-во взвешенных в-в мг/л)

- гидрохимические ( сод. Аммония, нитритов, нитратов, фосфора)

-гидробиологические

- бактериологические

Классификация водоемов по уровню трофности: олиготрофные, мезотрофные, эвтрофные(мегатрофные), дистрофные. В дистрофных водоемах процессы самоочистки останавливаются, происходит сильное подкисление из за недостатка кальция и магния. Накапливаются продукты не полной минерализации. Фотосинтез в воде не идет.

Факторы самоочистки вод:

- гидрологические – разбавление и смешивание вод

- механические – осаждение взвешенных частиц

- физические – влияние солнечной радиации и температуры

- биологические (биохимические)

- химические

Скорость самоочистки зависит: 1. От кол-ва загрязняющих в-в. 2. Глубина водоема и скорость течения. 3. Температура воды. 4. Количество кислорода растворенного в воде.

Схема минерализации орг. вещества в водоемах

Белковые вещества→ альбумины и кетоны→аминокислоты→1)органические кислоты: -вода, -углекислый газ2)аммиак→азотистая кислота