- •Введение Предмет и задачи химии окружающей среды
- •Происхождение и эволюция Земли
- •Образование земной коры и атмосферы
- •Эволюция атмосферы и происхождение жизни
- •Гидросфера
- •Глава 1. Физико-химические процессы в атмосфере
- •1.1. Состав атмосферы
- •1.2. Микрокомпонентные примеси в атмосфере
- •Время пребывания следов газов в естественной атмосфере
- •1.2.1. Геохимические источники
- •1.2.2. Биологические источники.
- •1.2.3. Антропогенные источники
- •Содержание основных компонентов выхлопов двигателей внутреннего сгорания (двс)
- •1.3 Смоги
- •1.4. Радиоактивное загрязнение атмосферы
- •Основные радиоактивные изотопы, обнаруживаемые в атмосфере после ядерного взрыва
- •1.5. Озоновый защитный слой
- •1.5.1. Механизмы разрушения озона
- •1.6. «Парниковый эффект»
- •Глава 2. Физико-химические процессы в литосфере
- •2.1. Состав и строение литосферы
- •2.2. Процессы выветривания
- •2.3. Почвы. Химический состав, свойства, загрязнение
- •2.3.1. Общие для большинства почв реакции
- •2.3.2. Катионный обмен
- •2.3.3. Потенциальная кислотность почв
- •2.3.4. Щелочность почв
- •2.3.5. Окислительно-восстановительные режимы
- •2.3.6. Гумификация
- •2.3.7. Химическое загрязнение и охрана почв
- •Глава 3. Физико-химические процессы в гидросфере
- •3.1. Пресные воды подземной гидросферы
- •3.2. Химия пресных поверхностных вод
- •3.2.1. Химия воды и режимы выветривания
- •3.2.2. Растворенные твердые вещества пресных вод
- •3.23. Биологические процессы
- •3.2.4. Диаграммы Eh-pH
- •3.2.5. Питательные вещества и эвтрофикация
- •3.3. Кислотные осадки
- •3.4. Океаны
- •3.5. Процессы в дельтах и эстуариях
- •Глава 4. Особенности распространения, трансформации и накопления загрязняющих веществ в окружающей среде
- •4.1. Изменения веществ в окружающем среде
- •4.1.1. Изменения во времени
- •4.1.2. Пространственные изменения
- •4.1.3. Распространение в окружающей среде
- •4.2. Перенос между различными средами
- •4.2.1. Перенос почва — вода
- •4.2.2 Перенос вода — воздух
- •4.23. Перенос почва -—воздух
- •4.2.4. Поступление и накопление в живых организмах
- •4.2.5. Географический и биотический перенос
- •4.3. Геохимические барьеры
- •4.4. Круговороты макроэлементов
- •Вещества, попавшие в окружающую среду исключительно в результате.Человеческой деятельности
- •4.4.1. Углерод
- •Атмосфера
- •4.4.2. Азот
- •Белок Аммонификация Фотосинтез
- •4.4.3. Фосфор
- •4.4.4. Сера
- •4.5. Круговороты второстепенных элементов
- •4.5.1. Галогены
- •Соединения хлора
- •Соединения йода
- •Соединения брома
- •Соединения фтора
- •4.5.2. Тяжелые металлы
- •Атмосфера
- •Биомасса
- •Общий запас
- •Общий запас
- •Стронций
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. Почти вся эта вода (> 97 %) находится в океанах, а большая часть из оставшейся образует полярные ледяные шапки и ледники (около 2 %). Континентальные пресные воды представляют менее 1 % общего объема, в основном это подземные воды (глубинные 0,38 %, поверхностные — 0,30 %); озера 0,01 %, почвенная влага 0,005%, реки 0,0001%, биосфера 0,00004%. Атмосфера содержит сравнительно мало воды (в виде паров) - 0,001 %. В целом эти резервуары воды называют гидросферой.
Когда поверхность молодой Земли остыла до 100 °С, водяные пары, дегазирующиеся из мантии, могли сконденсироваться. По существованию погруженных в воду осадочных пород известно, что океаны образовались около 3,8*109 лет назад.
Круговорот между резервуарами воды в гидросфере называет гидрологическим циклом. Хотя объем водяных паров, содержащих в атмосфере, мал (около 0,013*106 км3), вода постоянно движется через этот резервуар. Она испаряется с поверхности океанов (0,423*106 км3/год) и суши (0,073*106 км3/год) и переносится с воздушными массами (0,037*106 км3/год), Несмотря на короткое время пребывая в атмосфере (обычно 10 дней), среднее расстояние водопереноса составляет около 1000 км. Водяные нары затем возвращаются либо в океаны (0,386*106 км3/год), либо на континенты (0,110*106 км3/год) виде снега или дождя.
Большая часть дождевых осадков, попадающих на континенты, просачивается через отложения и пористые или раздробленные породы, образуя подземные воды (9,5*106 км3); остальная вода течет по поверхности, в виде рек (0,13-106 км3) или вновь испаряется в атмосферу. Поскольку общее количество воды в гидросфере постоянно во времени, процессы испарения и осаждения сбалансированы для Земли в целом, несмотря на большие локальные различия между регионами. Очень малое количество водяных паров проникает из атмосферы в космос, поскольку на высоте около 15 км низкие температуры вызывают их конденсацию и выпадение на более низкие уровни.
Быстрый перенос воды в атмосфере обусловливается поступающим солнечным излучением. Почти все излучение, достигающее коры, идет на испарение жидкой воды и образование атмосферных водяных паров. Энергия, используемая для этого преобразования, которая затем содержится в парах, называется скрытой теплотой испарения. Большая часть из оставшегося излучения поглощается корой, причем эффективность этого процесса уменьшается с увеличением широты, в основном из-за сферической формы Земли.
Солнечные лучи нагревают поверхность Земли под углом 90° на экваторе, но с увеличением широты под все меньшими углами, приближаясь к 00 на полюсе. Таким образом, одинаковое количество излучения распространяется на большие площади в высоких широтах по сравнению с экватором. Изменение с широтой количества поступающего излучения не сбалансировано излучением с поверхности Земли, таким образом, результатом является общий радиационный дисбаланс. Однако полюса не становятся все более холодными, а экватор – теплее, поскольку тепло перемещается в направлении полюсов с теплыми океаническими течениями, а также существует направленное к полюсам движение теплого воздуха и скрытой теплоты испарения водяных паров.