12. Влияние газообразных загрязнителей на изменение прозрачности атмосферы и понижение температуры поверхности Земли.

Хозяйственная деятельность человека привела к изменению отдельных компонентов климата, которые в свою очередь оказывают влияние на человека и окружающую среду. Хозяйственная деятельность привела к возникновению парникового эффекта.

Рисунок

В результате выбросов в атмосферу в тропосфере образовался слой многоатомных газов способных поглощать солнечную энергию. Для нормального баланса солнечной энергии необходимо чтобы тепло получаемое поверхностью земли днем соответствовало теплу отдаваемому землей ночью. Тепло, задерживается многоатомными газами, не уходит обратно и температура увеличивается.

Другой сценарий основан на том, что в воздухе присутствует огромное количество пыли, эта пыль поглощает солнечные лучи, не пропуская их на земную поверхность. Это приводит к понижению температуры в нижних слоях и разница температур ∆t (температурный градиент) приводит к образованию вихрей, торнадо, ураганам.

13. Структура распределения загрязнителей в гидросфере

Загрязнения попадающие в водные объекты при любых условиях находятся в атмосфере в растворенном виде, либо в форме взвеси. Дальнейшая судьба загрязнений зависит от его реакционной способности, от доступности реакционных центров: физического, химического или биологического происхождения.

Загрязнения, поступающие в гидросферу, разносятся и переносятся в результате турбулентного смешения, течением потока и живыми организмами. Все загрязнения в гидросфере концентрируются биологическими объектами, т.е. усваиваются рыбой, фитопланктонами, водорослями и накапливаются в них. За счет физ-хим. процессов (сорбция, осаждение, ионный обмен) происходит накопление осадка или в зависимости от содержания ионов его растворение.

Все химические вещества, поступающие в гидросферу, несут угрозу водной системе, т.к. вода сама по себе содержат большой спектр веществ как в растворенном виде, так и в виде суспензии. Только в том случае когда содержание отдельного компонента велико, он начинает оказывать действия на экологическую систему мы можем считать его загрязнителем. Природа имеет огромные ресурсы и способность поглощать, регулировать содержание химических веществ однако когда содержание накопленного вещества превышает его расход, то данный компонент становится загрязнителем, такой уровень называется пороговым, ниже этого порога экосистема приспосабливается к поступающему веществу за счет естественных природных процессов. Выше этого уровня естественные процессы не в состоянии регулировать экосистему.

14. Структура основных водных масс и особенности кинетики химических реакций в водных системах.

1.Поверхностная пленка 50-500мкм толщиной. Все равновесные процессы масса обмена протекают в этой области. На глубине 200 мкм отмечается самое высокое содержание загрязнений.

2. Поверхностные водные массы. Сюда проникает солнечный свет, для слоя характерна биологическая активность, обусловленная протеканием фотосинтеза. Вода хорошо прогревается, поступают питательные вещества, отмечается наибольшее содержание флоры и фауны.

3. Глубинные водные массы. Отличаются высоким давлением и низкой температурой. Не проникает солнечный свет и вся жизнь в этом слое обеспечивается за счет энергии химической реакции.

4. Придонные водные массы. Это слой воды, в котором реакции переноса приобретают дополнительное значение, т.к. здесь происходит перенос химических веществ к осадку и обратно, т.е. растворение осадка и перенос химических веществ, в придонный слой.

5. Осадок. Сюда выпадают все нерастворенные и частично растворенные вещества, т.е. осадок аккумулирует все загрязнения. При изменении рН среды и окислительно-восстановительных характеристик ее осадки могут растворяться и в результате ионного обмена выпадать опять в осадки. Биологическая активность донных осадков, т.е. наличие микроорганизмов способствует преобразованию химических соединений, при этом образованные соединения могут сильно отличаться от первоначальных.

Если раствором является чистая вода, то реакция протекает по обычному типу

аА+bB↔cC+dD

Kp =[C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b

Во всех остальных случаях более корректным является термодинамическое выражение в котором учитываются активности химических веществ.

K^a_p = a^c_C * a^d_D / a^a_A * a^b_B

где К^aр – термодинамическая константа равновесия.

Связь между концентрацией и активностью выражается как а=γ*с, где γ- мольный коэффициент активности, с-концентрация.

K^a_p = Kp * (γ_c * γ_D / γ_A * γ_B)

При бесконечном равновесии Кр^а = Кр.

В сложных водных системах присутствуют комплексообразования, могут также присутствовать конкурирующие реакции.

Например: Ag⁺ + Cl^-→AgCl↓

AgCl↓ + Cl^-→AgCl₂ (растворимое соединение)

AgCl₂ + CN^-→[AgCl₂CN]^-1 (растворимое соединение).

Такая реакция будет проходить с образованием растворимых солей до заполнения координационного числа металлов.

Таким образом, реакции протекающие в водных системах зависят от давления и температуры, а также от конкурирующих и совместно протекающих равновесных состояний. Другим фактором влияющим на ход химических реакций является наличие большой концентрации ионов, изменяющих ионную силу и определяющих свойства полученного раствора.