Схема переноса металлов между природными средами почва воздух реки океан

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Схема — перенос

На рис. 2.6 приведена схема переноса металлов между природными средами, в которой прямоугольники указывают на процессы их накопления, а стрелки — на процессы миграции. При этом процесс переноса почва — воздух включает в себя как антропогенную, так и естественную эмиссию тяжелых металлов; последняя охватывает и почву, и вулканическую деятельность, и растительность. Следует заметить, что количество тяжелых металлов, переносимых в этом процессе, существенно превышает соответствующие значения для процесса океан — воздух. Антропогенный вклад в процесс почва — воздух наиболее заметен для Мп, Си, Zn, Cd и Pb. Несмотря на некоторую условность этой схемы все же можно сделать вывод, что загрязнение почвы, воды и воздуха тяжелыми металлами представляет собой опасность как в глобальном, так и в региональном масштабе. Значительное обогащение природной среды свинцом, ртутью, кадмием наряду с низким природным уровнем этих металлов в биосфере и высокой токсичностью требует постоянного внимания к контролю за их содержанием не только в объектах окружающей среды, но и в пищевых продуктах. [17]

На рис. 4.4 показана схема переноса энергии между растениями-продуцентами, животными-консументами и микроорганизмами-редуцентами. [19]

На рис. 24.1 показана схема предполагаемого переноса электронов при автотрофной денитрификации. Для общей реакции синтеза, очевидно, донором электронов является сера, а не вода. [21]

Таким образом, необходимо получить схемы переноса и рассеяния загрязнителей для выбранного района, основанные на локальных атмосферных математических моделях. [22]

С точки зрения рассмотренной выше схемы переноса тепла и массы коэффициенты тепломассообмена приобретают значение коэффициентов тепломассопередачи. [23]

С точки зрения рассмотренной выше схемы переноса тепла и массы коэффициенты тепло — и массообмена приобретают значение коэффициентов тепло-и массопередачи. [25]

Для больших периодов времени справедлива схема квазистационарного переноса компонента в пределах блока. Здесь так же предполагается, что продольный перенос в проводящих каналах осуществляется только конвективным путем, а обмен между каналами и блоками диффузионным и конвективным путем. [26]

Группы 3 — 8 объединены схемой кежгруппового переноса СМГП ( рис. 6.12, а), представляющей собой совокупность цепей параллельных переносов в старшие группы. [27]

Из формулы (6.45) следует, что схема послойного переноса — может применяться довольно широко. Например, для переславивающихся песчано-глинистых пород ( DM 2 10 5 м2 / сут; п п0 0 4) при е ш 0 02 получаем tn — 100 т2 ( сут), т.е. для метровых песчаных прослоев время tn измеряется годами. [29]

С РЬ СЕТ и СЕР Внлтренкяя схема хекоренпого переноса коохо ч има д гя синхронизации многодекаднои иепи счетчиков Uhc Cueu. [30]

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Схема — перенос

Схема переносов АЛУ ( ПАЛУ) обеспечивает сохранение переносов при сложении ( вычитании) и распространение значения этих переносов в левые разряды РСДВ1 при сдвигах вправо информации в РСДВ. Если результат сложения ( вычитания) положительный, то в крайние левые разряды РСДВ1 вдвигаются нули, если отрицательный — единицы. [1]

Схема переноса металла в дуге при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов: а — капельный; б — струйный. [2]

Схема переноса водорода через катализатор, рассмотренная выше в связи с изомеризацией бутана, применима, с теми или иными видоизменениями, также к другим реакциям каталитического переноса водорода. [3]

Схема переноса вещества между фазами представлена на рис. ХП-1. [4]

Эта схема переноса вод чаще всего формируется во время сильных штормов. [5]

Задача реализации схем переносов сводится к определению количества пар разрядов слагаемых, которые могут обрабатываться одновременно в каждом ярусе логической схемы и в дальнейшем к реализации функций, способных охватывать заданное количество переменных при заданной величине k, где k характеризует глубину логической сети. [6]

Существует три схемы переноса риска : хеджирование, страхование и диверсификация. [7]

Если строить схему переноса в соответствии с выше приведенным выражением, то сигнал переноса из предыдущего разряда с проходит только две логические схемы данного разряда. [8]

Микросхемы представляют собой схему переноса . Применение совместно с КР1533ИПЗ позволяет уменьшить время сложения двоичных чисел. [9]

Пусть необходимо построить схему переноса r — го разряда параллельного сумматора, в котором суммирование осуществлено на запоминающих элементах. [10]

Микросхемы представляют собой схему переноса . Применение совместно с КР1533ИПЗ позволяет уменьшить время сложения двоичных чисел. [11]

На рис. 2.6 приведена схема переноса металлов между природными средами, в которой прямоугольники указывают на процессы их накопления, а стрелки — на процессы миграции. При этом процесс переноса почва — воздух включает в себя как антропогенную, так и естественную эмиссию тяжелых металлов; последняя охватывает и почву, и вулканическую деятельность, и растительность. Следует заметить, что количество тяжелых металлов, переносимых в этом процессе, существенно превышает соответствующие значения для процесса океан — воздух. Антропогенный вклад в процесс почва — воздух наиболее заметен для Мп, Си, Zn, Cd и Pb. Несмотря на некоторую условность этой схемы все же можно сделать вывод, что загрязнение почвы, воды и воздуха тяжелыми металлами представляет собой опасность как в глобальном, так и в региональном масштабе. Значительное обогащение природной среды свинцом, ртутью, кадмием наряду с низким природным уровнем этих металлов в биосфере и высокой токсичностью требует постоянного внимания к контролю за их содержанием не только в объектах окружающей среды, но и в пищевых продуктах. [13]

От точки 3 показана схема межматериковых переносов и в направлении от суши к океану. Изгибы стрелок акцентируют внимание на непрямолинейности переносов. Отсюда соотношение биосферных структур может напоминать изгибающуюся в океане, атмосфере и отчасти в пределах литобиосферы змею, к тому же перемещающуюся во всех трех направлениях декартовой системы координат. [15]

Источник

Экология человека: практикум для вузов (5 стр.)

Работа 3
Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта

Выберите участок автотрассы вблизи учебного заведения (места жительства, отдыха) длиной 0,5–1 км, имеющий хороший обзор (из окна, из парка, с прилегающей территории).

Измерьте шагами длину участка (в м), предварительно определив среднюю длину своего шага.

Определите число единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 20 минут, 1 часа. При этом заполняйте таблицу:

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются:

– число единиц автотранспорта, проезжающего по выделенному участку автотрассы в единицу времени;

– нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города приведены в таблице).

Нормы расхода топлива

Значения эмпирических коэффициентов (К), определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приведены в таблице:

Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента при сгорании в двигателе автомашины количества топлива, равного удельному расходу (л/км).

Обработка результатов и выводы

Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным числом автомобилей каждого типа за 1 час (L, км), по формуле:

j – обозначение типа автотранспорта;

L – длина участка, км;

Nj – число автомобилей каждого типа за 1 час.

Рассчитайте количество топлива (Qj, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:

Определите общее количество сожженного топлива каждого вида (SQ) и занесите результаты в таблицу:

Рассчитайте объем выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего, занесите результат в таблицу:

Рассчитайте массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:

где М – молекулярная масса.

Рассчитайте количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды. Результаты запишите в таблицу:

Сопоставьте полученные результаты с количеством выбросов вредных веществ, производимых находящимися в вашем районе заводами, фабриками, котельными, автопредприятиями и другими загрязнителями воздуха. При этом пользуйтесь соответствующими данными по экологической оценке качества выбросов от этих предприятий (такие данные можно получить, например, в районном или городском комитете по экологии и т. п.).

Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка автомагистрали.

Антропогенные факторы оказывают на человека не только непосредственное влияние, изменяя химический состав вдыхаемого воздуха и питьевой воды, но и опосредованное, вызывая нарушения экологического равновесия в природе. В свою очередь, перенос и рассеивание загрязнений в биосфере обусловлены не только абиотическими факторами (циркуляция атмосферы, течения в океане и др.), загрязнения поглощаются живыми организмами и, перемещаясь по пищевым цепям, увеличивают свою концентрацию. В трофических цепях экосистем химические вещества концентрируются. Так установлено, что по мере перемещения ДДТ по цепям питания, его концентрация увеличивается более, чем в 10 раз.

Большинство вредных химических веществ из почвы и воды попадает в организм растений, а затем животных и, обладая низким периодом полувыведения, аккумулируются в них. Высокотоксичными в этих случаях могут стать зерновые культуры, продукты шельфовой зоны, мясо крупного рогатого скота. Высокий коэффициент кумуляции многих химических веществ, попадающих с продуктами питания в организм человека, способствует накоплению их в организме тех групп населения, которые проживают в химически загрязненных районах. Превышение максимально недействующих доз (МНД), к которым человеческий организм приспособился в ходе естественной эволюции, приводит к срыву защитных механизмов и развитию патологии.

Современные технологии изготовления продуктов питания зачастую предполагают применение консервантов, эссенций, которые могут вредить здоровью покупателей. На этикетках качественных товаров производители указывают индекс, представленный буквой Е и трехзначной цифрой. Каждый индекс соответствует веществу, которое может нанести вред.

Об опасности говорят индексы: Е 102, Е 110, Е 120, Е 124, Е 127. Очень опасны товары с индексом Е 123. К товарам с сомнительными качествами относятся продукты с индексом Е 104, Е 122, Е 141, Е 150, Е 151, Е 161, Е 173, Е 180. Запрещены товары с индексами Е 103, Е 106, Е 111, Е 121, Е 125, Е 126, Е 130, Е 131, Е 152, Е 181. На товарах, содержащих канцерогены, нанесены индексы: Е 217, Е 239, Е 330. Продукты с индексами Е 250, Е 251 противопоказаны при гипертонии. Вызывают сыпь продукты с индексами Е 311, Е 312. На товарах с повышенным содержанием холестерина имеются индексы Е 320, Е 321. Продукты с индексами Е 221–226; Е 338, Е 340, Е 407, Е 450, Е 461, Е 462, Е 463, Е 465, Е 468, Е 477 вызывают нарушение пищеварения. Если на этикетке имеются цифры или индексы, не вошедшие в этот перечень, товар безупречен. Наличие перечисленных компонентов укладывается в стандарты качества, но потребитель должен сам решать – употреблять такой продукт или нет, так как от употребления его можно ожидать любых последствий.

Работа 4
Изучение влияния токсичных металлов на организм

Существуют необходимые для жизни элементы – это так называемые биогенные элементы. Есть вещества, полезные в малых дозах, но вредные в больших. К ним относится медь. И, наконец, целый ряд элементов не имеет никакой ценности для организма, и они являются ядовитыми в любых количествах. К этой группе относятся свинец, кадмий, ртуть и алюминий. Эти металлы могут серьезно нарушать состояние здоровья человека (см. таблицы, приводимые ниже). Поэтому следует избегать поступления в организм токсичных металлов.

Свинец: источники, эффекты, защитные средства.

Ртуть: источники, эффекты, защитные средства.

Кадмий: источники, эффекты, защитные средства.

Алюминий: источники, эффекты, защитные средства.

Обработка результатов и выводы

1. Используя приведенные сведения о наиболее распространенных токсичных металлах, начертите схему взаимосвязи источников токсичных веществ природной среды и человека:

2. Вычертите схему переноса металлов между природными средами:

Сделайте вывод о возможных путях попадания токсичных металлов в организм человека и мерах предосторожности.

Источник

Перенос и трансформация загрязнителей в биосфере

Загрязнение окружающей среды происходит в результате миграции загрязняющих веществ, генерируемых источниками загрязнения.

Геохимическая миграция – неразрывный комплекс процессов, приводящих к перераспределению химических элементов в природных телах.

Основной геохимической мерой качества окружающей среды является содержание химических элементов: массовая доля химического элемента (мкг/г, мг/кг, г/т или %) либо объемная концентрация – масса химического элемента в единице объема (мкг/л, мг/л, г/м3).

Каждая миграционная природная система является одновременно транспортирующей и вмещающей средой. В результате геохимической миграции может происходить как рассеяние химических элементов, так и их концентрирование. Процесс рассеяния химических элементов обусловливается их разбавлением или осаждением из транспортирующих потоков. Процесс концентрации происходит в случаях, когда в силу тех или иных физических или химических причин скорость транспортирующего потока в целом или скорость перемещения каких-либо составляющих частиц потока резко уменьшается. Такие участки являются геохимическими барьерами. Вся система от источника поставки элементов до геохимического барьера может быть названа миграционным потоком или цепью распространения загрязняющего вещества.

Природные среды, накапливающие загрязняющие вещества (почвы, растительный покров, снеговой покров, донные отложения), являются депонирующими. Перемещение происходит в транспортирующих средах в вводно-миграционных и воздушно-миграционных потоках, а также путем биологического поглощения элементов растительностью и далее по цепям питания живых организмов. Транспортирующие среды для живых организмов являются главными жизнеобеспечивающими природными средами. Распространение химических элементов в антропогенезе может происходить и техническими средствами (автомобильные и железнодорожные перевозки, авиатранспорт и т.д.).

В процессе миграции происходит распределение химических элементов между природными телами.

Источники антропогенного химического загрязнения имеют, как правило, конкретный адрес. Это могут быть источники, например дымовые трубы или сточные воды, а могут быть и рассредоточенные сельскохозяйственные поля, городские территории. В силу миграции загрязнений в объектах среды они могут складываться от различных источников. В масштабах региона действие множества локальных источников можно рассматривать как один рассредоточенный источник.

Физические процессы массопереноса делят на две группы.

Первая группа — процессы массопереноса в пределах каждой из фаз (почва, вода, атмосфера).

Миграция веществ в пределах одной сферы определяется:

— в водной среде – гидрологическими параметрами;

— в атмосфере – скорость и направление атмосферных течений, определяющиеся метеорологическими условиями;

— в почве – перемещение веществ в результате диффузии и массопереноса.

Миграция веществ в пределах одной сферы определяется только характеристиками процесса переноса в данной сфере. Влияние характеристик переносимого вещества минимально.

Для многих ЗВ с высокой летучестью основной вклад в миграцию в окружающей среде дает перенос с воздушными массами, т.е. определяется не прогнозируемыми пока с достаточной точностью метеоролическими факторами. Для слаболетучих соединений растворимых в воде, массоперенос определяется движением с поверхностным водостоком, перемещением по почвенному профилю с восходящими или нисходящими потоками воды, а также течением реки или перемешиванием, т.е. определяется гидродинамическими факторами. Нелетучие и водонерастворимые соединения могут долго находиться в почве и либо смываются поверхностным стоком в водоемы, либо постепенно проникают в глубинные слои почвы и в грунтовые воды.

Во вторую группу входят процессы, протекающие на границах раздела фаз: улетучивание ЗВ с границы раздела почва — атмосфера, испарение с границы раздела жидкость — атмосфера, процессы сорбции — десорбции растворенных веществ. Сюда же относятся эффекты биоконцентрирования.

Наибольшее значение при перемещении через различные поверхности раздела фаз имеет следующие свойства вещества:

— вода « воздух: давление паров вещества и его растворимость в воде;

— вода « почва: сорбция – десорбция, зависящая от растворимости вещества в воде и от факторов, определяющих его адсорбцию на твердой фазе. Важную роль играет растворимость, коэффициент распределения и теплота растворения данного вещества.

— почва « воздух: адсорбция вещества на поверхности почвы, давление его паров и присутствие воды, которая влияет на перемещение вещества к границе раздела фаз.

— физическая система « биологическая система:

Элементы, поступающие с выпадениями из атмосферы, концентрируются в самой верхней части почв (0–20 см и 0–40 см). В результате техногенных выпадений и аккумулирования почвы начинают трансформировать соединения тяжелых металлов, и в почвенных горизонтах возникают новые металлорганические соединения, которых не было до техногенного загрязнения.

Роль химических свойств вещества становиться более существенной в процессе его перемещения между сферами. Определяющими оказываются термодинамические и кинетические параметры, характеризующие превращение веществ.

Все элементы биосферы в той или иной мере участвуют в процессах массопереноса загрязняющих веществ.

Интенсивность миграции определяется скоростью обмена, перераспределения химических элементов между компонентами природной среды. Она зависит от физических, физико-химических и биологических свойств природных систем. В конечном счете интенсивность миграции зависит от ландшафтно-геохимических условий, т.е. от специфики сочетания гидрометеорологических, литолого-геохимических и почвенно-ботанических характеристик конкретной территории. Численно интенсивность миграции может быть выражена в виде какого-либо индекса или коэффициента, т.е. относительного показателя, сопоставляющего содержание химических элементов или их объемную концентрацию в фиксированном наблюдении, массе или моменте, по отношению к такому же состоянию природного объекта, принимаемого за базовый (исходное состояние – до начала геохимического преобразования). Применительно к прикладным геохимическим исследованиям в качестве базового чаще всего принимается фоновое содержание. Фоновое содержание – среднее содержание химических элементов в природных телах по данным изучения их естественной вариации (статистических параметров распределения). Геохимический фон – понятие местное, локальное – средняя величина природной вариации содержаний химических элементов. Коэффициенты концентрации, подсчитанные по отношению к геохимическому фону, называются коэффициентами аномальности (контрастности). Коэффициенты концентрации, подсчитанные по отношению к среднему содержанию химического элемента в литосфере (кларку), в какой-либо геохимической системе (почве, горной породе, растительности и т.д.) или ее таксономической части (тип почвы, тип горной породы и т.д.), называются кларками концентрации.

В результате миграции химических элементов по природным транспортным каналам в окружающей среде образуются геохимические аномалии.

Геохимическая аномалия – участок территории, в пределах которого хотя бы в одном из слагающих его природных тел статистические параметры распределения химических элементов достоверно отличаются от геохимического фона.

Появление геохимических аномалий всегда связано с природными и неприродными источниками воздействия, не являющимися обязательным компонентом данного типа геологической структуры или ландшафта. В случае антропогенных источников воздействия образуются антропогенные геохимические аномалии.

Химические элементы в воздухе и воде мигрируют в виде двух основных групп форм: растворенной и взвешенной.

В водных потоках многие химические элементы мигрируют преимущественно во взвешенной форме. Поэтому при оценке загрязнения водных систем большое значение приобретает мутность воды.

Общая концентрация химических элементов в растворенной форме в условиях загрязнения определяется прежде всего степенью, а также взаимодействием в системе «вода – биота – твердое вещество».

Химические элементы, связанные со взвешенным веществом, могут присутствовать в виде геохимически подвижных форм (т.е. они могут относительно легко трансформироваться при изменении условий среды) – сорбированные, связанные с органическим веществом, гидроксиды железа и марганца, карбонаты; и в виде неподвижных форм – сульфиды, силикаты, входящие в состав решеток неразложившихся обломочных и глинистых минералов (кристаллическая форма).

В атмосферном воздухе элементы могут находиться в аэрозольной фазе (взвешенная в воздухе, дисперсная) и парогазовой фазе.

При анализе особенностей образования техногенной аномалии за счет выпадений из атмосферы также очень важны представления о формах нахождения химических элементов и прежде всего о соотношении растворенных и взвешенных форм. Практически для всех исследованных химических элементов на относительно удаленных и сравнительно чистых территориях в выпадениях из атмосферы преобладают растворимые формы. Вблизи источников выбросов одновременно с увеличением общей массы выпадающей пыли и степени концентрации в ней элементов резко уменьшается доля растворимых форм (кроме Cd).

В ходе исследований выяснилось, что выпадениями фиксируется всего лишь 20 – 30 % массы выбросов. Остальная часть выброса рассеивается, поступая в региональные и глобальные миграционные циклы, создавая «фоновое» загрязнение.

Центр наиболее высоких выпадений приурочен к источнику выброса. Морфология потоков рассеяния в урбанизированных зонах и особенности распределения химических элементов и их ассоциаций определяется, прежде всего, закономерностями пространственного распределения выпадений из атмосферы на земную поверхность. Имеется рад физико-математических моделей, описывающих процессы выпадения загрязняющих веществ. Основными параметрами моделей распространения являются мощность и высота источника, высота слоя вымывания, скорость и направление воздушных потоков, гравитационные характеристики примесей, интенсивность осадков.

Миграция загрязняющих веществ на большие расстояния стала международной проблемой, поэтому большое значение имеет наблюдение (констатация) за распространением ЗВ и источниками их поступления в окружающую среду. Принципиальное значение имеют выявление путей миграции ЗВ, количественное описание скорости их распространения в окружающей среде, позволяющее осуществлять математическое моделирование процессов массопереноса и в конечном итоге прогнозировать и регулировать уровень загрязнения окружающей среды в допустимых пределах.

Большое значение для оценки трансграничного воздушного переноса ЗВ на большие расстояния имеет математическое моделирование траектории движения воздуха с определением вдоль нее так называемого сухого или влажного выпадения ЗВ на землю.

Под сухим понимается убыль примеси за счет ее взаимодействия с подстилающей поверхностью, под влажным — процесс захвата примеси облаками и осадками и осаждение вместе с дождем или снегом на почву.

Эти расчеты дают возможность представить вероятностную картину влияния того или иного источника ЗВ на загрязнение окружающей среды.

Миграционные процессы ЗВ в почвах обусловлены рядом факторов, важнейшими из которых являются окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства почв, содержание в них органического вещества, гранулометрический состав, а также водно-тепловой режим и геохимический фон региона.

Захват химических элементов растительностью знаменует их вовлечение в особую форму движения – биологическую миграцию. Учитывая неодинаковое физиологическое значение разных элементов, можно предположить, что интенсивность вовлечения разных элементов в этот процесс неодинакова. Б.Б. Полынов предложил характеризовать интенсивность биологического поглощения химического элемента частным от деления его содержания в золе и горных породах. Этот параметр А.И. Перельман (1975) назвал коэффициентом биологического поглощения Кб. Так, например, расчеты показывают, что молибден в десятки раз интенсивнее аккумулируется растительностью, чем титан.

Все элементы можно разделить по интенсивности биологического поглощения на две группы. К первой относятся те, концентрация которых в золе больше, чем в земной коре. Особенно активно захватываются бор, бром, йод, цинк и серебро (Кб > 10). Ко второй группе относятся элементы с низкой интенсивностью поглощения, имеющие Кб

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник