- •1. Предмет и содержание дисциплин химии ос.
- •2. Современные представления о возникновении Вселенной и жизни на планете Земля.
- •3. Состав атмосферы, содержание микро- и макро-примесей. Единицы измерения концентрации примесей в атмосфере.
- •4. Строение атмосферы, зависимость давления и температуры от высоты над поверхностью океана.
- •5. Устойчивость атмосферы. Атмосферные инверсии.
- •6. Солнечное излучение. Ионосфера Земли. Состав ионосферы. Фотохимические реакции в ионосфере.
- •7. Озон в атмосфере Земли. Единицы выражения концентрации озона. Зависимость величины концентрации озона от расстояния до поверхности Земли, географической широты и времени года.
- •8. Процессы образования и разрушения озона в атмосфере. «Нулевой цикл» озона, причины его нарушения.
- •9. Водородный, азотный, хлорный, бромный цикл.
- •11. Причины и последствия возникновения «озоновой дыры» над Антарктидой. Пути ум-ия антропогенного влияния на озоновый слой планеты.
- •12. Свободные радикалы в атмосфере.
- •13. Процессы трансформации органических соединений в тропосфере. Окисление метана и его гомологов.
- •14. Дисперсные системы в атмосфере.
- •15. Трансформация соединений серы в тропосфере.
- •16. Трансформация соединений азота в тропосфере.
- •17. Городская атмосфера.
- •18. Парниковый эффект. Парниковые газы.
- •19.Аномальные свойства воды и состав природных вод. Закон Дитмара.
- •20. Способы классификации природных вод.
- •21.Процессы растворения газов в природных водах.
- •22. Кислотно-основное равновесие в природных водах.РН атм. Осадков.
- •23. Растворимость карбонатов и рН природных вод.
- •24.Жесткость природных вод.Классификация природных вод по величине жесткости. Способы уменьшения жесткости воды.
- •25. Щелочность природных вод. Процессы закисления поверхностных водоемов.
- •26. Окислительно-восстановительные процессы природных вод. Окислительно-восстановительные равновесия в гидросфере.
- •27. Редокс –буферность природных вод. Денитрификация, восстановление сулфатов, ферментация.
- •28.Окислительно-восстановительные процессы в озерах. Стратификация природных водоемов. Олиготрофные и эвтотрофные состояния водоемов.
- •29.Строение литосферы и элементный состав земной коры. Минералы и горные породы.
- •30.Элементный состав почвы. Орг вещ-ва в почве. Неспецифические орг соединения.
- •32.Поглотительная способность почв. Обменные катионы.
- •33.Щелостность и кислотность почв.
- •34.Соединения азота в почве.
- •35.Соединения фосфора в почве.
- •36. Виды ионизирующего излучения и единицы измерения.
- •38. Нефть и нефтепродукты в ос.
- •39. Полицикличекие ароматические углеводороды в ос.
- •40. Пестициды. Классификация. Токсичность пестицидов.
- •41. Хлорсодержащие органические соединения в биосфере. Диоксины.
- •Вторичные источники . Диоксины сохраняются в составе промышленных отходов производства дефолиантов, синтеза галогенпроизводных соединений ароматического ряда.
- •43. Ртуть. Цинк. Кадмий.
1. Предмет и содержание дисциплин химии ос.
ХОС изучает процессы миграции и трансформации химических соединений природного и антропогенного происхождения в атмосфере, гидросфере и литосфере.
Возникла ХОС в 70-х гг. 20-ого столетия. Основной метод описания явлений является метод системной динамики. ХОС изучает:
1) физико-химические процессы в атмосфере, гидросфере и в почве.
2) трансформация и эмиграция примесей в атмосфере, гидросфере и в почве.
3) физико-химические аспекты глобальных и локальных экологических проблем.
4) влияние антропогенной деятельности на глобальные и локальные круговороты элементов природ.
5) влияние ионизирующего излучения на объекты ОС.
6) источники, процессы трансформации и стока токсичных соединений в быту.
2. Современные представления о возникновении Вселенной и жизни на планете Земля.
. Начало. Вселенная образовалась в результате Большого взрыва. Впервые секунды установилось соотношение вещества и излучение 1:10^8. Первые минуты образовались первые химические элементы: Н, Д, Не. Более тяжелые элементы (Fe) образовались позже в результате процессов происходящих внутри звезд.
Гамов (1946) –гипотеза об образовании химических элементов в результате Большого взрыва. Элементы устойчивые к процессам внутри звёзд доминируют: пр-р: С, N, О, Si. Элементы не устойчивые к процессам внутри звёзд встречаются редко: Li, Be, B.
. Происхождение и эволюция Земли. Планета солнечной системы образовались в результате взрыва сверхновой звезды. Когда Земля достигла своей нынешней массы она нагрелась в результате протекания радиоактивных реакций. При этом расплавились металлы (Fe, Ni) и погрузились в центр планеты в следствии своей высокой плотности, так возникло ядро. При дальнейшем остывании и затвердевании оставшегося материала образовалась мантия (состав: ~FeMg(SiO3)2) – мантия имеет примерно такой состав.
. Образование земной коры и атмосферы. Земная кора и атмосфера образовались в результате освобождении веществ их верхней мантии молодой земли. Атмосфера образовалась в результате выделения веществ при вулканической деятельности. Некоторые газообразные вещества удержались в близи поверхности Земли, когда температура снизилась агреветация усилилась. Первичная атмосфера состояла из Hu, He, N2, CO2, H2O. Кислород содержащая атмосфера сформировалась после того, как на Земле появилась жизнь.
V. Образование гидросферы. Источники образования гидросферы:
- водяные пары, выделявшиеся из мантии в результате вулканической деятельности, когда температура понизилась началась их конденсация.
- метеориты (до 20% может быть воды).
- бомбардировка кометами Земли, содержащие водяные пары.
V. Эволюция атмосферы и возникновение жизни. Атмосферы в своем развитии прошла несколько этапов. На смену первичной атмосфере пришла вторичная атмосфера, содержащая новые компоненты NH3, СН4, H2S. В течении примерно млрд. лет атмосфера была восстановительная, всей сложились условия для абиогенного синтеза органических веществ.
Вторичная атмосфера (NH3, CH4, H2O, H2)абиогенный синтез в атмосфере (HCN, CH3-CH3, CH2=СН2) аминокислоты, пиримидинынуклеиновые кислоты, белки. Рис. Возможности химической эволюции на Земле.
В первичном океаническом бульоне в результате взаимодействия ценоводорода HCN, альдегидов, присутствие аммиака. В дальнейшем были синтезированы нуклеиновые кислоты и белки. Следующий этап это появление жизни. Считается, что жизнь возникла в океанах ~3,8 млрд. лет тому назад. В дальнейшем было достигнуто фотохимическое разложение воды. H2O+CO2(hv) O2+CH2O, после этой реакции появился кислород и начал накапливаться в атмосфере. Сначала кислород расходовался в окислительно-востановительных процессах, затем его поступление превысило расход, кислород начал накапливаться в атмосфере. В стратосфере кислород претерпевал фотохимическое превращение с образование озона. После формирования озонового слоя жизнь распространилась по поверхности земли.
Гипотеза химической эволюции Э.Геккеля: сначала образовались соединения углерода, затем сформировались отдельные частицы способные к росту и накоплению веществ, в результате развития этих частиц в них возникло ядро, появилась ядерная клетка.
Гипотеза Опарина: в водной среде, протекал абиогенный синтез органических веществ, в результате физико-химических процессов возникла первичная живая система – коацерваты (коацерватные капли) – могли разрушаться, создаваться, а при достижении определенного размеров делятся, у них возник обмен веществ и постепенно коацерваты превратились в одноклеточные организмы.
Космическая гипотеза Войткевича: образование органического вещества происходит в космическом пространстве, органическое вещество приносится на Землю космической пылью. На земле оказались условия для реализации химической эволюции.