Под круговоротом вещества понимают многократное, циклическое, неравномерное во времени перераспределение вещества между компонентами биосферы.
Круговорот веществ возможен только при условии постоянного притока энергии. Основной источник энергии на Земле – солнечное излучение.
Все вещества на планете находятся в процессе круговорота.
Солнечная энергия вызывает на Земле два круговорота веществ:
Большой (геологический, биосферный) и
Малый (биологический).
большой или геологический круговорот имеет две ветви:
1.Связана с переносом воды между океаном и сушей (океаном и материком);
Связана с эрозией почв или выветриванием
Большой (геологический):
осуществляется в течение сотен тысяч или миллионов лет;
Н2О, О, Si, Al, Fe, Mg, Na, K и др.;
с одного места в другое в масштабе всей планеты переносятся минеральные в-ва
Малый (биологический):
возник на основе большого;
циркуляция в-в между растениями, животными, грибами, микроорг. и почвой;
С,H,О,S,N,P,Cl,Br,J,Са,Mg,Fe, Cu,Co и др.;
Суть биологического круговорота заключается в протекании двух противоположных, но взаимосвязанных процессов – создания орг. в-в и их разрушения
Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии или энергии химических реакций – биогеохимический цикл (или биогеохимический круговорот)
Все элементы подразделяются на:
1.Дегазированные из земной коры (C,S,H,O,Cl)
2.Выщелоченные из земной коры (Ca,Na,K,P)
3.Тяжелые элементы (М > 50)
Признаки круговоротов дегазированных элементов:
Появляются из земной коры
Составляют основную массу живых организмов
Круговорот ДЭ осуществляется через атмосферу
Признаки круговоротов выщелоченных элементов:
Поддерживаются из земной коры
Основная масса – в осадочных породах
Мигрируют с континентальными стоками
Участвуют в биологическом круговороте
Миграция через атмосферу ограничена
Живое вещество – не резервуар, а сепаратор этих элементов
Признаки круговоротов тяжелых элементов:
1.99,9% этих элементов содержится в осадочных породах. 2.Содержание ТЭ в живом веществе – миллионные доли %
Миграция протекает через водную среду
Миграция через атмосферу ограничена
Значительное влияние на миграцию оказывают организмы
Участвуют в биологическом круговороте
Избыток удаляется в осадочные породы
Участвуют в процессах почвообразования
На Землю от Солнца ежегодно поступает 21·1020 кдж лучистой энергии
~ 50% этой энергии расходуется на испарение воды!
(0,1 – 0,2% - на создание органического вещества)
Над сточной частью суши: 25 мг/л
Стекает в океан: 120 мг/л растворенных в-тв;
6,9 мг/л органического вещества;
500 мг/л взвешенного неорг.в-ва;
5 мг/л взвешенного орг.в-ва.
Если умножить на 44·1015л, то оценим количество вещества, переносимого с водным стоком!
СО2 в атм.-2,35·1012т
m(С) в карбонатных отложениях дна океана- 1,3·1016т
в крист.породах - 1,0·1016т
в каменном угле и нефти - 3,4·1015т
В растениях: 5·1011т
В животных тк.: 5·109т
За последние 100 лет сод. СО2 в атмосфере увеличилось на 10%.
½ антропоген. СО2 задерживается в атмосфере, остальное погл.водами М.О.
Наземные ЭС ассимилмруют 12% СО2 в год.
Общее время переноса в круговороте – 8 лет.
В живых организмах – 3%акт.N
Растения потребл. 1% в год.
Время круговорота - 100 лет
Сельское хозяйство и промышленность дают почти на 60% больше фиксированного азота, чем естественные экосистемы!
Под загрязнением окружающей среды понимают любое внесение не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота, обмена веществ, потоки энергии, приводящих к снижению продуктивности или разрушению тех или иных природных комплексов.
По происхождению выделяют
естественное загрязнение, возникшее в результате мощных природных процессов (извержения вулканов, лесных пожаров, выветривания и пр.) без какого-либо влияния человека;
антропогенное, являющееся результатом деятельности человека, часто по масштабам воздействия превосходящее естественное.
Специфичность антропогенного воздействия заключается в следующем:
Нерегулярность действия, а значит, и непредсказуемость для организмов.
Высокая интенсивность изменений, которая превышает адаптационные возможности организмов.
Неограниченные возможности действия на организмы (вплоть до уничтожения последних), что, конечно, присуще и природным факторам, но лишь в редких случаях (стихийные бедствия, катаклизмы).
Классификация техногенных загрязнений окружающей среды:
Механическое
Химическое
Биологическое
Физическое
Радиоактивное - особый вид загрязнений
Экологические проблемы стали неизбежными спутниками современной цивилизации.
По своим масштабам их условно можно разделить на:
локальные,
региональные,
глобальные.
Загрязнение
Механическое - Механическое повреждение почв. Засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без химико-физических последствий
(твердые отходы, мусор)