Химические процессы в биосфере

Для химических процессов в биосфере характерны следующие особенности:

– участие в химических и биохимических реакциях большого числа органических и неорганических веществ;

– протекание химических реакций смешанного типа, часто без непосредственного контакта взаимодействующих веществ (например, окислитель и восстановитель в живых организмах в большинстве случаев находятся в разных частях тела);

– неравновесность процессов;

– участие в химических реакциях живых организмов.

Примеры химических и фотохимических процессов в биосфере

Фотосинтез:

6CO₂ + 6H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Дыхание:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Превращение солей в организме человека на примере PbCO₃:

PbCO₃ + 2HCl = PbCl₂ + H₂CO₃

(с кислотой желудочного сока)

PbCO₃ + 2NaOH = [Pb(OH)]₂CO₃ + Na₂CO₃

(в щелочной среде кишечника)

PbCO₃ + H₂S = PbS + H₂CO₃

(в толстой кишке)

Образование «зубного камня»:

3Ca²⁺ + 2PO₄^3- = Ca₃(PO₄)₂

9. Взаимодействие веществ в оболочках планеты

Рассмотрим взаимодействие между оболочками планеты на примере атмосферы.

1 . Взаимодействие между постоянным составом атмосферы:

N₂ 2N; N + O₂ → NO₂

2. Взаимодействие между переменным составом атмосферы:

SO₂ + H₂O₂ → H₂SO₄

3. Взаимодействие между постоянным и переменным составом атмосферы:

SO₂ + O₂ → SO₃

4. Взаимодействие между переменным составом атмосферы и постоянным составом гидросферы:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

5. Взаимодействие между постоянным составом атмосферы и переменным составом гидросферы:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂

6. Взаимодействие между постоянным составом гидросферы и постоянным составом атмосферы:

H₂O + NO₂ → HNO₃ + HNO₂

7. Взаимодействие между переменным составом гидросферы и переменным составом атмосферы:

CO + HO• → CO₂ + H^•

8. Взаимодействие между постоянным составом атмосферы и постоянным составом литосферы:

Na₂S + O₂ → Na₂SO₄

9. Взаимодействие между постоянным составом биосферы и постоянным составом литосферы:

(CH₂O)₁₀₆(NH₃)₁₆H₃PO₄ + 138O₂ = 106CO₂ +

122H₂O + 16HNO₃ + H₃PO₄

10. Взаимодействие между переменным составом литосферы и переменным составом гидросферы:

CaO + CO₂ → CaCO₃

11. Влияние внешнего сигнала на процесс с основным составом атмосферы:

O₂ O + O*

12. Влияние внешнего сигнала на процесс с переменным составом атмосферы:

NO NO⁺ + e^-

10. Природные ресурсы

Природные (естественные) ресурсы – важнейшие компоненты окружающей среды, которые используют для создания материальных и культурных потребностей общества.

К природным ресурсам относятся: ресурсы животного мира, земельные, лесные, водные, рекреационные, эстетические и другие.

Неисчерпаемые ресурсы – ресурсы, количество которых не изменяется во времени: солнечная энергия, ветер, морские приливы, текущая вода.

И счерпаемые ресурсы – ресурсы, количество которых со временем уменьшается. Подразделяются на две группы: возобновляемые и невозобновляемые.

К возобновляемым исчерпаемым природным ресурсам относятся: чистый воздух, пресная вода, плодородная почва, растительный и животный мир.

К невозобновляемым исчерпаемым природным ресурсам относятся: ископаемое топливо (уголь, нефть, газ), металлическое минеральное сырье (руды: железные (Fe), медные (Cu), алюминиевые (Al), ...) и неметаллическое минеральное сырье (глина, песок, фосфаты, хлориды, карбонаты и т.д.). Сюда же относятся и природные ландшафты.

Невозобновляемые исчерпаемые природные ресурсы называют минеральным сырьем и ископаемым топливом. В целом, минеральные ресурсы – совокупность пригодных для добывания и использования вещественных составляющих литосферы.

Минеральное сырье и ископаемое топливо используют в хозяйстве как сырье или как источник энергии.

Рекреационные ресурсы – ресурсы, которые обеспечивают отдых, восстановление здоровья и трудоспособности человека (места с хорошим климатом, чистой природой).

Эстетические ресурсы – сочетание разных природных факторов, которые положительно действуют на духовный мир человека (красивая природа, красивые пейзажи ...). Изучаются в разделе «Видеоэкология».

Виды минерального сырья и их запасы

Виды сырья	Запасы минерального сырья
	начало 1981 г.	начало 2000г.
Уголь, млн. т	719817	780 000
Железные руды, млн. т	89283	130500
Марганцевые руды, млн. т	2343	2900
Никель, тыс. т	36335	51015
Кобальт, тыс. т	1891	3250
Вольфрам, тыс. т	1650	2381
Молибден, тыс. т	6784	10450
Бокситы, млн. т	12637	20100
Хромовые руды, млн. т	3504	3547
Медь, млн. т	390	541
Свинец, млн. т	109	161
Цинк, млн. т	147	255
Олово, тыс. т	2946	4330
Фосфатное сырье, млн. т	31276	31320
Калийные соли, млн. т	16220	15427
Сера самородная, млн. т	319	567
Асбест, млн. т	71	119

Природопользование – это процессы вовлечения в общественное потребление природных ресурсов: земель, лесов, полезных ископаемых, водных и других ресурсов с целью создания материальных благ и услуг.

В широком смысле «природопользование» - материально-практический процесс взаимодействия природы и общества, социально-экономическая деятельность, связанная с использованием природных ресурсов и условий, воздействием на них, включая их преобразование и восстановление, в целях обеспечения благосостояния человека. В узком смысле «природопользование» - система специализированных видов деятельности, осуществляющих первичное присвоение элементов окружающей природной среды, их производственное использование, воспроизводство и охрану от загрязнения.

Природопользование рациональное обеспечивает комплексное использование изъятых у природы ресурсов; безотходное и экологически чистое производство; воспроизводство и восстановление ресурсов, т.е. обеспечивает возможность удовлетворения потребностей не только настоящего, но и будущих поколений.

Рациональное природопользование предполагает меры по сохранению ресурсного потенциала, для оценки которого используется понятие качества природной среды как степени соответствия природных условий жизненным потребностям людей и других живых организмов. Оценка качества природной среды реализуется через систему экологического нормирования – установления предельно допустимых воздействий человека на те или иные компоненты природной среды.

Гигиенические нормативы устанавливаются в интересах охраны здоровья человека, охватывая производственную и жилищно-бытовую сферы его жизни. Это наиболее разработанная система норм, использующая в качестве основных показателей ПДК – предельно допустимую концентрацию (количество вредного вещества в окружающей среде, практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства при постоянном контакте или воздействии за определенный промежуток времени).

Состояние экосистем можно характеризовать также определенным набором параметров, в качестве которых наряду с ПДК используют ПДЭН – предельно допустимую экологическую нагрузку. Особое значение при этом приобретает создание разносторонней системы наблюдений и контроля экологических процессов – мониторинга - с целью моделирования, прогнозирования возможных изменений в окружающей среде и управления ее качеством.