Лекция 8 Литосфера Глобальные загрязнения литосферы Литосфе

Лекция 8 Литосфера. Глобальные загрязнения литосферы.

Литосфе ра (от греч. λίθος — камень и σφαίρα — шар, сфера) — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы. Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толща составляет 5— 10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

Земля

Литосфера – твёрдая оболочка Земли. Образно выражаясь это толстый слой шлака плавающий на поверхности более тяжёлой по удельному весу расплавленной мантии или астеносферы. Та её часть, которая находится над поверхностью Мирового океана, называется землей. Одним из важнейших её свойств является плодородие. С плодородием связано понятие земли как почвы, которая обладает способностью давать жизнь растениям.

Минеральный состав литосферы

Главную роль в образовании и функционировании почвы как компонента биосферы играют микроорганизмы. Экологическое значение почвы состоит в том, что она осуществляет связь живой и неживой природы, атмосферного воздуха, вод и недр. Почвенный покров Земли питает растения; минерализует остатки органических веществ; аккумулирует и распределяет энергию, прошедшую через фотосинтез растений; формирует стоки речной воды и химический состав суши.

В результате хозяйственной деятельности человека в почве накапливаются: üЗагрязнения, оседающие из атмосферы; üЗагрязнения, сбрасываемые вместе со сточными водами; üТвёрдые отходы. В населённых пунктах и их окрестностях почвы на значительном расстоянии загрязняются тяжёлыми металлами (Sb, Hg, As, Cu, Mn, Fe, Pb), а также сажей, нефтепродуктами и ядохимикатами.

Загрязнения почв

Последствия загрязнения почвы проявляются двояко: ü либо происходит прямое воздействие на здоровье человека; üлибо через растения, выращенные на загрязнённой почве. Загрязнённая почва «умирает» и исключается из естественного процесса развития и продолжения жизни на Земле. Охрана земли (почвы) состоит в предотвращении её загрязнения и истощения.

Глобальные проблемы литосферы – это отравление среды тяжёлыми металлами. Их поступление в почву возросло в 10 раз. И токсичное действие этих металлов оказалось более широкой проблемой. Люди в ходе своей деятельности перемещают металлы, распределённые в земной коре, из глубин Земли на её поверхность или переводят металлы в растворимые соли. Возникает отравленный металлами поверхностный слой.

Отравление почвы тяжёлыми металлами

Кроме того, к глобальным проблемам загрязнения литосферы относится: ü загрязнение почвы минеральными удобрениями (например, чем больше вносится азота, тем больше накапливается ядовитого нитрата и нитрита). üСредствами защиты животных и растений (пестицидами) или химическими регуляторами роста и развития (гербицидами). Их пагубное действие трудно сразу оценить, но последствия очень опасны. выявить их действие, как в местном, так и, в глобальном, масштабе, специалистам приходится прибегать к тончайшим биологическим и химическим экспериментам.

загрязнение почвы пестицидами

Сильно ядовитые химические пестициды применялись и в «добрые старые времена» . Это были, например: серно-известковые и медно-известковые растворы для обработки яблоневых садов; токсичные мышьяк и табачный настой (никотин) для борьбы с вредными насекомыми (инсектициды); сулемой (Hg. Cl 2) уничтожали капустную муху и т. д. Международное понятие «пестицид» нашло наибольшее распространение, по сравнению с определением – синонимом «средство защиты растений» .

Наибольший вред человечеству из пестицидов наносит: Мышьяк – очень широко используемый до 1942 года на виноградниках. Мышьяк был обнаружен в вине (до 24 мг). Виноделы и рабочие виноградников после 12 -20 лет работы заболевали раком печени. В 1959 году было сообщение о 33 случаях заболеваний со смертельным исходом в одном винодельческом районе ФРГ. В последующие годы было зарегистрировано 27, 34, 30, 51 таких случаев. Подобные последствия как результат неудовлетворённой проверки степени вредности этого химиката. И сегодня ещё виноделы, и виноградари этих районов болеют и умирают от хронического отравления мышьяком.

Затмивший все другие ядохимикаты – пестицид, открытый швейцарским исследователем Паулем Мюллером, который получил за это Нобелевскую премию. Его рекомендовали использовать на всех кормовых и продовольственных культурах. В 1972 году только было установлено, что ДДТ обладает мутагенным действием, нарушающим наследственность.

Пауль Мюллер

Если корова потребляет растения, которые подвергались обработке ДДТ, то ей самой это может и не причинить вреда, но через молоко этой коровы ДДТ окажет вредное воздействие на телёнка. По исследованиям, 1971 г. в материнском молоке было больше на 10% ДДТ, чем в коровьем в ФРГ. Острое токсичное действие ДДТ оказывает слабо. Он может привести к гибели рыб и водоплавающих птиц, питающихся планктоном, который его накапливает.

Специальная литература во всём мире чуть ли не каждый день сообщает о новых токсичных действиях пестицидов, гербицидов, инсектицидов. Поэтому на продукты питания во всём мире введены сертификаты. Это было впервые предложено в 1968 году в ФРГ и успешно действует на мировом уровне. В последнее время промышленность, производящая средства защиты растений и удобрения, оказывает помощь в борьбе с ущербом, наносимым окружающей среде. Вредное последствие от применения пестицидов – это угроза человечеству и всему живому на Земле, если их воздействие на окружающую среду не будет прекращено.

ОТХОДЫ

Срок жизни товаров становился всё короче и короче. Их упаковка становилась все расточительней, и наконец, многие предметы стали одноразового пользования. Всё это породило лавину отходов. Накопление отходов наносит вред ландшафту и природе. Выбор места для предприятия зависит от условий ликвидации отходов. Количество отходов определяется размером производства и применением новых материалов. В газообразном, жидком и твёрдом виде они загрязняют и отравляют атмосферу, воду, почву.

Радиоактивные отходы и материалы заражённые имии

Отходы делятся на: üБытовые или отбросы домашнего хозяйства; üГромоздкие (матрацы, ящики, холодильники, мебель ) üУличный мусор; üПромышленные отходы; üТоксичные отходы особых предприятий; üПродукты очистки, производственных предприятий ( отходы угольных шахт, рудников); üСтарые автомашины и старые автопокрышки; üОтходы животноводческих ферм и скотобоен (по санитарным нормам их нельзя объединять с обычным мусором); üОтходы больниц (подвергаются санитарной обработке); üРадиоактивные отходы и материалы заражённые ими;

Бытовые отходы делятся на несколько групп: 1) мягкие - 20 - 35% 2) бумага - 20 - 35% 3) твердые – 37% (доля синтетики составляет 3, 3% и растёт с каждым годом). Особенно трудная проблема - масса отходов из продуктов поливинилхлорида. Объёмный вес у этих отходов понижается, но кубатура сильно увеличивается. Например, одноразовые бутылки.

За год накапливается около 4 млн. т. отходов производства, 2 млн. т. особых отходов и 20 млн. т. пустой породы. ющее сортировка на: üупорядоченное складирование с возможностью механического дробления; üкомпостирование с целью получения средств для улучшения почвы; üсжигание с использованием тепла.

78% населения сбрасывает отходы в местах свалок. Из них 15% соответствуют санитарным нормам, т. е. они имеют специальную площадь, где учтены требования санитарии, защиты вредного хозяйства, поддержания в чистоте атмосферы и уход за ландшафтом. Устройство хорошей свалки нелегкая проблема. Необходимо обрабатывать отходы: üуплотнять машинами, но с достаточным доступом О 2 для гниения; üсмешивать с землёй, для быстрого их разложения;

Сжигание мусора - не выход

Через 5 лет под 2 м толщиной отходы проходят полную минерализацию. “Компост из отходов” применяется очень широко, но ни везде, т. к. не соответствует всем критериям, он содержит много токсичных и бесполезных побочных веществ. На 40% компостирование уменьшает объём отходов. Выгода от сжигания отходов состоит в том, что таким образом достигается уменьшение объёма отходов ( 20 % ), а органические вещества сразу же минерализуются.

Термическое сжигание мусора

Переработка мусора

Воздействие промышленных выбросов на леса и лесное хозяйство

Ущерб от оксидов азота проявляется в меньшем объеме, т. к. обычно проявляется только в состоянии листвы вблизи от источников выбросов. Соединения фтора вызывают повреждения в лесистых районах, деревья сохнут и погибают. Диоксид серы поступает в деревья через поры в листьях, а также через почки, кору и другие части, изменяя минеральный состав (Ca, K, Mg, Fe) и разлагая хлорофилл (обесцвечивая листву и сбрасывая ее).

Деревья сбрасывающие листву, поглощают больше SO 2, чем вечнозеленые, но устойчивы к его действию. Хронические повреждения наступают при концентрациях 0, 3 мг/м. куб. , что приводит к потере иголок и отмиранию дерева. Деревья не могут расти в близости от больших источников выбросов, они сохнут и погибают.

Помимо снижения продуктивности лесной промышленности суммарный эффект загрязнения атмосферы промышленными выбросами включает разрушение лесного почвенного слоя, что приводит к увеличению затрат на восстановление лесов (восстановление приходится проводить многократно). Кроме того ухудшается качество древесины. Ущерб, нанесенный лесам приводит к усилению эрозии почвы в безлесных районах, к нарушению баланса воды в регионе. Вредные воздействия выбросов в промышленных городах проявляются в ухудшении условий существования зеленых насаждений, условий жизни человека и росту стоимости содержания и обновления парков и садов.

Воздействие выбросов на почву и с/х продукцию

Действие промышленных отходов на животный мир

У крупного рогатого скота острые отравления приводят к уменьшению веса и надоев, что влечет за собой большие экономические потери. Помимо снижения выбросов может быть предпринят целый ряд мер для сокращения потерь. Например количество пыли в высушенных кормах можно понизить за счет искусственной сушки, устанавливая в хранилищах воздуходувки для сена, что позволит отделить часть пыли; или сокращение пастбищного периода в загрязненных районах, а также промывка кормовых корнеплодов из загрязненных районов и т. д.

Воздействие промышленных выбросов на строения и оборудование

коррозия стальных конструкций

Некоторые компоненты воздуха разрушают конструкционные материалы, исторические здания, памятники, произведения искусства. При контакте с каменными поверхностями, например, SO 2 приводит к превращению Ca. CO 3 в Ca. SO 4. Это приводит к изменению объема, растрескиванию, попаданию воды в трещины и дальнейшему разрушению. А это к дальнейшим экономическим потерям из-за повышенных затрат на обслуживание и ремонт.

Дискомфорт при заболеваниях или гибели произведений искусств не могут быть выражены в простых экономических понятиях. Наружный ремонт зданий, стирка, химчистка одежды требует больших затрат в районах крупной промышленности, кроме того дополнительное медицинское обслуживании рабочих, потеря рабочего времени не могут быть реально оценены.