17. Кислотные дожди и их роль в биосфере

Кислотный дождь это все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, в основном оксидами серы и оксидами азота. Термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Робертом Смитом в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».

Кислотные дожди – это выпадение осадков, в которых содержатся серная и азотная кислоты. При этом происходит самоочищение атмосферы от загрязнения. Причиной кислотных дождей являются выбросы в атмосферу оксидов серы и азота предприятиями топливно-энергетического комплекса, металлургическими и химическими заводами, а также транспортом. Кислотные дожди (а также кислотный туман) вызывают подкисление почв, снижение приростов леса и урожайности сельскохозяйственных культур. При высоких нагрузках кислотных дождей может происходить усыхание лесов и гибель рыб и многих других организмов в озерах. Кроме того, кислотные дожди переводят в растворимое состояние соединения тяжелых металлов, которые усваиваются растениями, а затем с пищей попадают в организм животных и человека, что вызывает у них болезни. Кислотные дожди разрушают памятники архитектуры.

Пагубная роль кислотных дождей может быть уменьшена только при сокращении выбросов в атмосферу диоксида серы за счет использования на предприятиях новых малоотходных технологий и фильтров на дымовых трубах.

Однако кислотные дожди в ряде случаев могут быть и полезны. В частности, они обогащают почву азотом и серой, которых на очень больших территориях явно недостаточно для получения высоких урожаев. Если же такие дожди выпадают в районах распространения карбонатных, а тем более щелочных почв, то они снижают щелочность, увеличивая подвижность элементов питания, их доступность для растений.

Кроме кислотных дождей, большой ущерб могут наносить другие формы кислых осадков, например кислые росы, кислый туман, кислый снег.

18. Основные закономерности движения энергии в биосфере

Энергия – способность совершать работу. Жизнь возникает и развивается в потоке энергии, которая частично накапливается в биосистемах разного круговорота вещ-в. В отличие от движения вещ-ва, которое идет по кругу, не существует круговорота энергии, оно бывает только однонаправленным (за счет роста энтропии). Энергия может накапливаться, освобождаться, передаваться от одних орг другим орг, ее нельзя исп вторично. В конечном итоге энергия деградирует и покидает планету в виде низкочастотной тепловой энергии. Впервые наиболее полно понятие энергии было проработано в термодинамике, что вылилось в формулировку двух наиболее основополагающих законов, описывающих свойства энергии: 1) первый закон термодинамики – принцип сохранения энергии, энергия может переходить из одной формы в другую, но она никогда не исчезает и не создается заново. 2) второй закон термодинамики – принцип роста энтропии, все реальные процессы превращения энергии сопровождаются ростом энтропии, то есть переходом энергии в более рассеянное состояние. Энтропия – способность к превращению – величина харак направление любых процессов преобразования энергии. В широком сымсле – явл мерой кач-ва концентрации и упорядочения энергии. Пример: 2 тела с высокой и низкой t. Если тело горячее, энтропия меньше, если тело холодное, то больше. S=Q/T. По мере понижения t, например пара, часть энергии можно превратить в работу, т.е. в механич. Любое мех движение сопровождается выделением энергии. Все естественные процессы идут в ухудшение кач-ва энергии. Для полезного исп подходит высококачественная энергия, с низкой энтропией. Благодаря разнице энтропии сущ жизнь на земле. Наличие упорядоченных структур (крист решеток) тоже способствует упорядочению энергии. Все упорядоченные структуры имеют тенденцию к разрушению. Увеличение степеней свободы возможно, не разрушением, а усложнением структур системы. Пример: раств сахара и масла. В биологич системах стремление к хаосу реализуется усложнение мех-ов. Усложнение – процесс деления клетки. Увеличение поверхности (нервные, мышечные, кровяные). Увеличение поверхности на уровне органов (разветвленная корневая система, кровеносная система). Усложнение организации, идет борьба энтропии (в экосистемах). Разрушение структуры, требуемое принципом работы энтропии явл необх компонентом жизн процесса, но жизнь исп этот принцип во благо. Осущ усложнение (эволюция). Умеренное разрушение не сопровождается гибелью биосистемы, а умеренное разрушение приводит к расширению и усложнению жизни. Наиб яркий пример –деление клетки – процесс показывает постоянное движение клетки.