Круговорот веществ в природе

Круговорот веществ в природе обеспечивает возможность жизни как таковой, ибо за счет него становится возможным удаление вещества из системы или него поступление в систему, при этом данная система может длительное время находиться в равновесном состоянии. Наиболее распространенным и очень важным химическим соединением является вода, поэтому круговорот веществ в природе рассмотрим на примере круговорота воды. Дополнительно отметим, что вода фактически формирует все биогеохимические циклы в природе, она содержится во всех компонентах биосферы — в атмосфере, гидросфере, литосфере и в составе всех организмов. При потере организмом 10% воды наступает его самоотравление. Нагревание воды, ее испарение и конденсация представляют собой вторую после фотосинтеза форму накопления и перераспределения солнечной энергии на Земле и в биосфере.

Круговорот воды условно начинается с поступления ее на поверхность Земли в виде осадков (дождя или снега), которые образуются в результате конденсации паров воды, возникших за счет испарения воды растениями, животными, а также поверхностью водоемов. «Осадочная» вода пополняет воды водоемов, попадает в растения и в организмы животных, вновь подвергается испарению. Другая часть осадков проникает в подземные воды за счет процессов фильтрации, со стоками рек вода поступает в Мировой океан. Количество испаряемой воды зависит от местных условий. Так, с единицы поверхности Земли, занятой лесом, испаряется больше воды, чем с такой же поверхности океана. Количество осадков зависит от географической зоны, от широты и долготы местности, от высоты над уровнем моря и времени года. Ветрами облака, представляющие собой водный туман, переносятся с одного участка планеты на другой.

Уменьшение площади растительного покрова приводит к уменьшению процессов транспирации (испарения) воды на участках суши, что в свою очередь снижает количество осадков на данной территории. Вода участвует в круговороте веществ и через ее вхождение в состав организмов, и через выделение в окружающую среду после гибели этих организмов. Попадая в состав осадочных пород в составе неразложившегося вещества, вода удаляется из круговорота на длительное геологическое время, когда эти вещества могут оказаться на поверхности и за счет горообразовательных процессов подвергнуться превращениям. Благодаря круговороту воды реализуется частично круговорот двух важнейших химических элементов — водорода и кислорода. Велика роль воды и как реагента в процессах фотосинтеза, что является одной из составных частей процессов круговорота воды.

Мировой баланс воды в историко-геологическом масштабе достаточно постоянен, а отдельно взятые локальные водные балансы (для конкретного региона) могут значительно колебаться. В геологическом масштабе времени обнаружены частые нарушения равновесия баланса океанических и континентальных вод, с чем связаны значительные изменения климата планеты. В режиме континентального увлажнения существует цикл 1800-2000 лет. В настоящее время (по мнению ряда ученых) планета находится в переходном состоянии от очень влажной континентальной фазы к более сухой, что предполагает тенденцию передачи воды от континентов океану. Наблюдения последних 80 лет показывают, что уровень океанических вод ежегодно увеличивается на 1,2 мм.

Велика роль воды в жизнедеятельности человека, который является и водопользователем, и водопотребителем.

Водопользование — это такое использование воды, при котором она остается в водоемах (например, как транспортное средство — речной и морской транспорт, лесосплав; как механический источник энергии — гидроэнергетика).

Водопотребление — использование воды, при котором она извлекается из водоемов. Им является применение воды в сельском и жилищно-коммунальном хозяйстве, различных отраслях промышленности, атомной и теплоэнергетике. В процессе водопотребления образуются сточные воды, которые без должной очистки загрязняют природные воды. Водопользование также сопровождается загрязнением природных вод за счет попадания в них разных соединений, используемых в водном транспорте, и отходов транспорта и гидроэнергетики.

Водопотребление требует пресной воды определенного качества. Большую роль для человека играет питьевая вода, к свойствам которой предъявляются особые требования, поэтому природные воды подвергаются специальной водоподготовке. На Земле пресные воды составляют 2% от общих запасов воды (1,5 х 109 км3 — общий запас воды), а в доступной для использования человеком форме — только 0,01% от общих запасов воды на планете.

Нерациональное использование воды, ее загрязнение за счет неправильного водопользования и нарушение круговорота воды грозит человечеству экологической катастрофой.

Нарушение человеком естественных процессов круговорота воды связано с уничтожением лесов, ростом городов, интенсивной ирригацией и мелиорацией, увеличением пыли и газов, загрязняющих воздух и вызывающих различные эффекты (тепличный, похолодания и др.), тепловое и другие виды физических загрязнений.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.