Свойства воды и глобальный водообмен.

Свойства воды и глобальный водообмен.

Гидросфера играет самую важную роль в поддержании относительно постоянного климата на планетке, так как она делает последующие важные функции:

§ выступает как глобальный аккумулятор тепла в экосистеме Земли (теплоемкость воды в 3300 раз выше, чем у воздуха, потому поверхностные океанические воды — главный накопитель и распределитель солнечной энергии, обеспечивающий всепостоянство средней планетарной температуры Свойства воды и глобальный водообмен. атмосферы);

§ продуцирует практически половину всего кислорода атмосферы за счет фитопланктона, обитающего в Мировом океане.

Аква среда употребляется человеком для лова рыбы и других морепродуктов, сбора растений, добычи из руды подводных залежей (марганца, никеля, кобальта) и добычи нефти на шельфе, перевозки грузов и пассажиров. В производственной и хозяйственной деятельности человек Свойства воды и глобальный водообмен. применяет воду для чистки, мытья, остывания оборудования и материалов, полива растений, гидротранспортировки, обеспечения специфичных процессов, к примеру, выработки электроэнергии и т.п.

Природные воды подразделяют на два огромных класса: пресные и соленые. Пресной именуют воду, в 1 кг которой содержится менее 1 г солей. Другие природные воды относят к солёным, на Свойства воды и глобальный водообмен. долю которых приходится 97,5% всего мирового припаса воды.

Концентрация растворенных в воде солей определяет степень ее солености (жесткости). В океанических водах концентрация растворенных веществ в среднем в 175 раз превосходит таковую в водах рек и озер (из этого не следует, что не может быть очень опресненных морских вод и очень засоленных озерных Свойства воды и глобальный водообмен. и даже речных вод).

Невзирая на большие припасы природных вод на Земле только малозначительная часть их оказывается доступной и применимой для практического использования. Это, сначала, пресная вода. Если к каждогоднему потреблению человеком пресной воды в 60 т добавить еще 300 т воды, нужных для ублажения других его актуальных потребностей Свойства воды и глобальный водообмен., то годичное потребление пресной воды на 1-го обитателя планетки составит 360 т/г. Из этого следует, что ограниченные единовременные припасы пресной воды могли бы быть исчерпаны в течение 3…4 месяцев. Но припасы пресной воды на Земле безпрерывно пополняются под действием естественных природных сил и сначала глобального водообмена.

Глобальный водообмен содержит в Свойства воды и глобальный водообмен. себе как водообмен в системе океан – континенты, когда вода, испаряясь с поверхности океана, переносится ветрами на материки и с речным стоком опять ворачивается в океан, так и локальные круговороты воды в отдельных ландшафтах, когда испарение воды приводит к облачности и выпадению осадков.

Солнечная энергия, затраченная на испарение воды, после выпадения осадков преобразуется Свойства воды и глобальный водообмен. в кинетическую энергию рек и ручьев. На обозначенный процесс затрачивается очень огромное количество солнечной энергии, по неким оценкам, от 20% до трети того, что Земля получает от Солнца.

Над Мировым океаном осадков выпадает меньше, чем над континентами, но для планетки в целом осадки уравновешиваются. Баланс воды меж материками Свойства воды и глобальный водообмен. и океанами поддерживается в большей степени стоками. При всем этом на испарение приходится до 65%, а на поверхностные стоки – до 35% воды, участвующей в кругообороте.

Испарение воды – важный процесс в ее кругообороте. Вода испаряется с поверхности как океанов и земли, так и листьев растений после поглощения корнями. Количество воды, транспирируемой растениями Свойства воды и глобальный водообмен., существенно. Вся наземная растительность дает в атмосферу за год от 27 до 30% полного количества воды, получаемой сушей планетки в виде осадков.

Развитие цивилизации изменяет естественный круговорот воды, сначала из-за конфигурации баланса транспирируемой воды, также образования такового промежного звена, как техническое водопотребление. Особенная роль в этом процессе принадлежит орошению – искусственному Свойства воды и глобальный водообмен. увлажнению земли и поверхности растений методом подачи воды из аква источника в целях обеспечения растений влагой, промывки почв и регулирования их солевого режима.

70% потребляемой людьми пресной воды употребляется в земледелии. При всем этом 60% воды, используемой для орошения, не доходит до полей.

Общая площадь орошаемых земель мира более 230 млн Свойства воды и глобальный водообмен.. га. Орошаемые земли само мало в два раза продуктивнее неорошаемых: составляя шестую часть обрабатываемых земель, они приносят третья часть всех урожаев.

Особо следует учесть, что интенсивность транспирируемой воды находится в зависимости от вида растительности. Так, за вегетационный период с 1га орошаемых земель пшеница транспирирует 6000 т воды, рис – в 4,6 раза больше Свойства воды и глобальный водообмен., а хлопок – в 6,7.

Для экономии воды на орошение нужно использовать прогрессивные способы. Более экономным и действенным способом орошения является подпочвенное капельное, когда вода по системе особых труб, заложенных в толще земли, подается к корневой системе растений.

Загрязнение гидросферы

Более небезопасными загрязнителями гидросферы исходя из убеждений их воздействия на природные Свойства воды и глобальный водообмен. экосистемы являются углеводороды (сырая нефть, нефтепродукты), ядовитые металлы, хлорированные углеводороды (сначала пестициды), радиоактивные вещества. Из других загрязнителей гидросферы нужно упомянуть детергенты (моющие средства) и оксибензолы.

Загрязнение природных вод нефтью и нефтепродуктами. К числу более всераспространенных и вредных загрязняющих веществ относятся нефть, каждогоднее поступление которой в моря и океаны, по данным ООН Свойства воды и глобальный водообмен., добивается 6…7 млн. т. Ожидается предстоящий рост загрязнений нефтью из-за неизменного роста объема ее добычи, в особенности на континентальном шельфе.

Сырая нефть – это смесь хим веществ, содержащая 200-300 компонент. Нефть на 50-98% состоит из углеводородов, содержит до 4% серы, до 1% азота и кислорода. Углеводороды нефтей (нефтепродукты) делятся на три группы: алканы (25%); циклоалканы Свойства воды и глобальный водообмен. (нафтены) (30-60%); ароматичные и полиароматические (ПАУ) (до 5%). Более ядовитой частью являются ПАУ. В биосфере содержится несколько 10-ов ПАУ (всего эта группа содержит более 200 соединений). Более всераспространен и токсичен 3,4-бенз(а)пирен (БП) (не считая него антрацен, пирен, хризен и др.). Фоновый уровень ПАУ - 1нг/л, в Балтийском море - 100 нг Свойства воды и глобальный водообмен./л. В особенности высок уровень содержания ПАУ в донных отложениях.

Главные источники нефтяных загрязнений морской среды: транспортные перевозки; вынос реками; промышленные и городские отходы, отходы нефтеперерабатывающих заводов. Есть и природные источники нефтяных загрязнений. Одним из главных антропогенных источников является морской транспорт, сначала танкерный. В мире задействован огромный танкерный флот общей вместимостью Свойства воды и глобальный водообмен. более 120 млн. брутто-регистровых тонн – это выше трети вместимости всех морских тс. На данный момент плавают 230 судов грузоподъемностью от 200 до 700 тыс. т каждое. Это представляет колоссальную потенциальную опасность для вод Мирового океана. По известным данным, из-за аварий на танкерах в моря и океаны поступает приблизительно 5% всей перевозимой нефти Свойства воды и глобальный водообмен.. Подсчитано, что если 200 тыс. т нефти попадет в Балтийское море, то оно будет превращено в биологическую пустыню.

Неограниченное количество нефти попадает в море в итоге сброса с судов промывочных, балластных и льяльных (трюмных) вод, также утрат при погрузке и разгрузке танкеров. По этим причинам в морях и океанах Свойства воды и глобальный водообмен. раз в год оказывается около 3 млн. т нефти. При всем этом в главном загрязняются местности портов, припортовые акватории, прибрежные районы и районы насыщенного судоходства.

Сначала третьего тысячелетия подводные скважины будут давать 50% добываемой в мире нефти. При морской нефтедобыче может быть загрязнение морской среды вследствие аварий, также маленьких утечек нефти Свойства воды и глобальный водообмен. (оцениваемых в 0,1 млн. т раз в год). Разумеется, что этот источник представляет гигантскую потенциальную опасность, и его роль в формировании нефтяных загрязнений морей и океанов с течением времени будет возрастать.

Источником нефтяных загрязнений вод являются береговая индустрия, и сначала нефтеперерабатывающие фабрики. Хотя сточные воды промышленных компаний очищаются, полной Свойства воды и глобальный водообмен. чистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов достигнуть не удается.

Огромное количество нефтепродуктов попадает в океанические бассейны из атмосферы. К примеру, движки внутреннего сгорания, которыми обустроены разные тс, выбрасывают в воздух в год более 50 млн. т разных углеводородов.

Как отмечалось выше не считая техногенных источников, имеются и природные. Естественные Свойства воды и глобальный водообмен. выходы нефти образуются в местах ее просачивания из нефтеносных слоев через земную кору. Такие выходы известны у берегов Южной Калифорнии, в Мексиканском и Персидском заливах, Карибском море. Скорость поступления нефти из естественных выходов обычно невелика, потому таким методом в моря и океаны попадает сравнимо маленькое количество нефтяных углеводородов Свойства воды и глобальный водообмен., а основную массу загрязнений Мирового океана (более 90%) поставляют источники антропогенного происхождения.

Поля нефтяных загрязнений, формирующие локальные зоны, остаются устойчивыми во времени, потому в их распространении гигантскую роль играют океанические циркуляции. Конкретно они переносят нефтяные загрязнения в более незапятнанные районы Мирового океана, в том числе и в Северный Ледовитый океан Свойства воды и глобальный водообмен..

Поступившие в воду нефтепродукты деградируют в итоге хим, фотохимического и бактериального разложения, также деятельности неких морских организмов и высших растений. Но «процесс» естественной нейтрализации нефтепродуктов довольно длителен и может занимать от 1-го до нескольких месяцев.

Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию 2-ух типов: прямую «нефть в воде» и оборотную Свойства воды и глобальный водообмен. «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные капельками нефти поперечником до 0,5 мкм, наименее устойчивы и свойственны для нефти, содержащей поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций нефть образует вязкие оборотные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на сберегал и оседать на дно. Самую большую опасность по своим Свойства воды и глобальный водообмен. последствиям представляют нефтяные пленки, образующиеся на аква поверхности и уменьшающие теплопроводимость и теплоемкость верхнего аква слоя. Наличие нефтяной пленки очень сказывается на процессе испарения. Так, на размеренной воде из-за узкого слоя нефти испарение миниатюризируется в 1,5 раза, а при скорости ветра до 6…8 м/с – на 60%, потому что пленки служат барьером для молекул Свойства воды и глобальный водообмен. воды и понижают аэро шероховатость аква поверхности. Экспериментально установлено, что за 1 ч с поверхности океана в одну квадратную милю при наличии нефтяной пленки испаряется 45 т воды, в то время как при отсутствии пленки – 97 т. Замедление процесса испарения приводит к тому, что воздушные массы, передвигающиеся над океаном Свойства воды и глобальный водообмен., слабее насыщаются водяным паром.

В естественных критериях через границу раздела атмосфера – аква поверхность безпрерывно происходит обмен кислородом и углекислым газом, интенсивность которого при наличии нефтяной пленки очень миниатюризируется. При определенных критериях нефтяные пленки снижают температуру поверхностного слоя воды (не ниже +4°С), что приводит к увеличению ее плотности и в итоге верхний Свойства воды и глобальный водообмен. слой воды погружается в глубину, занося туда нефтяное загрязнение. В мелководных бассейнах поверхностные грязные слои могут опускаться на дно и создавать придонные воды, содержащие существенное количество нефти. В особенности возможно образование таких грязных придонных слоев в период осеннего остывания вод.

Таким макаром, нефтяные пленки являются тем техногенным фактором, который оказывает Свойства воды и глобальный водообмен. влияние на формирование и протекание гидрологических и гидрохимических процессов в поверхностных слоях воды морей и океанов.

Нефтяные загрязнения действуют и на живы организмы за счет экранирования солнечного излучения и замедления обновления кислорода в воде. В итоге перестает плодиться планктон – основной продукт питания морских жителей. Толстые нефтяные пленки Свойства воды и глобальный водообмен. часто становятся предпосылкой смерти морских птиц. Нефть негативно оказывает влияние на физиологические процессы, протекающие в живых организмах, вызывают патологические конфигурации в тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата, нервной системы.

В особенности небезопасно загрязнение высокоширотных вод, где из-за низкой температуры нефтепродукты фактически не распадаются и вроде бы «консервируются» льдами Свойства воды и глобальный водообмен., потому нефтяное загрязнение может нанести суровый вред окружающей среде Арктики и Антарктики.

Загрязнение природных вод томными металлами. В критериях активной антропогенной деятельности загрязнение океанических вод томными металлами стало особо острой неувязкой. Группа томных металлов плотностью выше 4,5 г/см3 соединяет воединыжды более 30 частей повторяющейся системы. К более ядовитым Свойства воды и глобальный водообмен. металлам относят сначала Pb(свинец), Hg(ртуть), Cd (кадмий), As(мышьяк), Zn (цинк), Se(селен), также, Fe, Al, Сu, Mn, Ni, Co, Sn, Ti, Bi, Mo, V, Ag, Cr, Те. Они обширно используются в разных промышленных производствах, потому, невзирая на очистные мероприятия, содержание томных металлов и их соединений в промышленных сточных Свойства воды и глобальный водообмен. водах достаточно высочайшее. Огромные массы этих соединений поступают в океан через атмосферу.

Основными источниками загрязнения природных вод томными металлами являются:

-промышленные сбросы;

-атмосферные осадки, в главном дождики (в атмосферу томные металлы попадают в итоге сжигания топлив и извержения вулканов; содержание ядовитых частей атмосферного происхождения может достигать 25-100%);

-водный транспорт (корпуса Свойства воды и глобальный водообмен. судов покрывают красками, в состав которых входят Hg, As, Cu, Cr, Pb, Zn, Cd для предотвращения обрастания корпусов водными растениями и морскими организмами);

-вымывание из почв, в которые томные металлы (ТМ) попадают из удобрений и пестицидов (неорганические удобрения содержат ТМ в виде примесей).

Большой процент ТМ содержится в иле Свойства воды и глобальный водообмен., который является одним из главных органических удобрений. Пестициды также содержат ТМ, которые нередко употребляют в качестве катализаторов процессов их синтеза.

Для морских биоценозов более небезопасны ртуть, свинец и кадмий, потому что они сохраняют токсичность нескончаемо длительно. К примеру, ртутьсодержащие соединения (в особенности метилртуть) – наисильнейшие ядовитые вещества, действующие на нервную Свойства воды и глобальный водообмен. систему, представляют опасность для жизни всего живого. В 50–60-е г. ХХ в. в районе бухты Миномата (Япония) было записанно общее отравление, жертвами которого стали 10-ки тыщ человек, употреблявших в еду зараженную рыбу. Предпосылкой инфецирования было предприятие, сбрасывающее ртуть в воду залива.

В Мировой океан в год поступает до 2 млн. т Свойства воды и глобальный водообмен. свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т ртути. Более высочайшие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря. Большую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в океан раз в год, переносится через атмосферу. Попав в морскую воду, томные Свойства воды и глобальный водообмен. металлы концентрируются приемущественно в поверхностной пленке, в придонном осадке и в биоте, тогда как в самой воде они остаются только в сравнимо маленьких концентрациях. Тут особо значима поверхностная пленка, которая обычно простирается на глубину 50…500 мкм. Конкретно в данной области протекают все сбалансированные процессы массообмена меж водой и атмосферой Свойства воды и глобальный водообмен..

Активность скопления разных веществ в живых организмах из среды выражается надлежащими коэффициентами. Так, отношение содержания вещества в тканях гидробионтов (жителей аква среды) к концентрации его в воде именуется коэффициентом скопления. К примеру, в дафниях коэффициент скопления метилртути – 4 тыс., в планктоне коэффициент скопления свинца 12 тыс., кобальта – 16 тыс., а меди Свойства воды и глобальный водообмен. – 90 тыс. Исследователи молвят, что для хоть какого хим элемента найдется по последней мере один вид планктона, способный его концентрировать.

Огромные количества томных металлов сосредоточиваются в донных осадках. Это подтверждается тем, что концентрация металлов в осадке может быть на несколько порядков выше, чем в воде.

Загрязнение природных вод пестицидами и другими Свойства воды и глобальный водообмен. хим соединениями. Пестициды - это класс синтезированных органических веществ, владеющий ядовитыми качествами и подразделяющийся в согласовании с их предназначением на группы:

- инсектициды - для ликвидирования насекомых;

- гербициды - против сорняков;

- фунгициды - против грибков;

- специальные - против крыс, улиток и т.д.

Количество инсектицидов существенно превосходит количество гербицидов.

Исходя из хим состава пестицидов Свойства воды и глобальный водообмен., можно выделить 3 огромные группы:

- хлорированные углеводороды;

- фосфорорганические соединения;

- азотсодержащие соединения.

Растворимость и устойчивость пестицидов в воде различны. Невзирая на большой вынос пестицидов в гидросферу, их концентрация сравнимо мала:~10-7 % в пресных и~10-9 % в океанских водах. Но даже такие малые концентрации небезопасны для жизнедеятельности живых организмов.

Более всераспространенными посреди хлорорганических Свойства воды и глобальный водообмен. пестицидов являются:

- ароматичные: ДДТ и его метаболиты - ДДД и ДДЕ;

- алифатические и алициклические - линдан либо гексахлорциклогексан, гексахлоран;

- хлорированные продукты диенового синтеза.

Все эти соединения относятся к инсектицидам; довольно устойчивы к разложению, а, как следует, скапливаются в среде и организмах (в особенности в моллюсках, обнаруживаются у дельфинов). К хлорированным углеводородам относят также Свойства воды и глобальный водообмен. очень принципиальный класс соединений - полихлорбифенилы (ПХБ). Получают их хлорированием бифенилов.

Анализ хлорсодержащих соединений показал, что они все содержат в качестве примесей тысячные толики диоксинов, т.е. последние образуются как побочные продукты большинства хим производств. Эти разные производные ароматичных хлорированных эфиров являются супертоксикантами. ПХБ и диоксины подавляют иммунную систему.

Фосфорорганические Свойства воды и глобальный водообмен. пестициды (ФОП) - сложные эфиры фосфорной, тиофосфорной и дитиофосфорной кислот, относятся к инсектицидам. Их достоинством является малая хим устойчивость.

Азотсодержащие пестициды на базе карбаматов (сложных эфиров карбаминовой кислоты) относятся к гербицидам.

Детергенты. Это моющие средства, основными компонентами которых являются поверхностно-активные вещества (ПАВ), (добавки - ферменты, отбеливатели, ароматные вещества Свойства воды и глобальный водообмен., ингибиторы коррозии и т.д.).

В слабозагрязненных водах концентрация ПАВ колеблется от тысячных до сотых толикой мг/л. Концентрируются ПАВ в поверхностной пленке, образуя монослой. ПАВ не относятся к высокотоксичным субстанциям, их ПДК ~ 0.5-2 мг/л. При всем этом они очень всераспространены из-за широкого использования в быту и индустрии Свойства воды и глобальный водообмен.. Они могут усиливать неблагоприятное воздействие других загрязняющих веществ, которые являются токсикантами: увеличивать их растворимость в воде, создавать устойчивые эмульсии, к примеру; нефтепродуктов.

Оксибензолы. Соединения этого класса принято разделять на:

- летучие с паром (оксибензол, крезолы, ксиленолы и т.д.;

- нелетучие (многоатомные, такие как резорцин, пирогаллол и т.д.). Источники оксибензолов могут иметь природное Свойства воды и глобальный водообмен. происхождение - метаболизм аква организмов, деградация органического вещества, и антропогенное, к примеру, антисептики. Содержание оксибензолов в водах обычно не превосходит 20 мкг/л.

Бессчетные упомянутые выше источники загрязнения Мирового океана часто удобнее группировать по «средовому» принципу, при котором источники делят на три огромные группы:

§ морские – суда различного предназначения Свойства воды и глобальный водообмен. (в т.ч. военные корабли) и другие установки и устройства, эксплуатируемые в морской среде; трубопроводы, установки и устройства, применяемые при разведке и разработке природных ресурсов морского дна и его недр;

§ наземные – реки и другие сообщающиеся с морями водные системы, куда загрязняющие вещества попадают в итоге сбросов сточных и нагретых вод промышленными предприятиями Свойства воды и глобальный водообмен., или с грунтовыми водами, загрязнёнными от захоронений особо вредных веществ (в т.ч. радиоактивных отходов), также разные береговые объекты, осуществляющие сбросы в море;

§ атмосферные – разные промышленные предприятия, тс и другие объекты, производящие выбросы в атмосферу вредных газообразных отходов, огромное количество которых из атмосферы попадает в океанические Свойства воды и глобальный водообмен. бассейны.

Установлено, что естественные способности нейтрализации загрязнений в океане сейчас фактически исчерпаны. Общая оценка состояния океана более тревожная, чем оценка состояния атмосферы. Для поддержания экологического баланса морских пространств нашей планетки очень принципиально международное сотрудничество, в т. ч. для выработки норм современного интернационального права. Природная среда едина и неразделима, конфигурации ее Свойства воды и глобальный водообмен. состояния нельзя ограничить любым определенным местом. Ни одно правительство, каким бы экономическим и научно-техническим потенциалом оно ни обладало, не может решить все задачи, связанные с сохранением и улучшением состояния среды. Интернациональная специализация и координирование в науке и технике могут ускорить создание малоотходных технологических процессов и действенных противозагрязняющих устройств.


svojstva-vodi-i-globalnij-vodoobmen.html
svojstva-vrednih-veshestv-primenyaemih-v-stroitelstve.html
svojstva-zhivih-organizmov-urovni-organizacii-zhivoj-prirodi.html