Управление экоразвитием

Круговорот воды является одним из грандиозных процессов  на поверхности земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает  малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности  океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков  на поверхность океана образуют малый  круговорот. Если же водяной пар  переносится воздушными течениями  на сушу, круговорот становится значительно  сложнее. В этом случае часть осадков  испаряется и поступает обратно  в атмосферу, другая - питает реки и  водоемы, но в итоге вновь возвращается в океан речным и подземным  стоком, завершая тем самым большой  круговорот. Важное свойство круговорота  воды заключается в том, что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом, связывает  воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные  воды и атмосферную влагу. Вода - важнейший компонент всего живого. Грунтовые воды, проникая сквозь ткани  растения в процессе транспирации, привносят минеральные соли, необходимые  для жизнедеятельности самих  растений.

Наиболее замедленной  частью круговорота воды является деятельность полярных ледников, что отражают медленное  движение и скорейшее таяние ледниковых масс. Наибольшей активностью обмена после атмосферной влаги отличаются речные воды, которые сменяются в  среднем каждые 11 дней. Чрезвычайно  быстрая возобновляемость основных источников пресных вод и опреснение вод в процессе круговорота являются отражением глобального процесса динамики вод на земном шаре.

2. Круговорот углерода.

Углерод в биосфере часто  представлен наиболее подвижной  формой - углекислым газом. Источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры.

Миграция углекислого  газа в биосфере Земли протекает  двумя путями. Первый путь заключается  в поглощении его в процессе фотосинтеза  с образованием органических веществ  и в последующем захоронении  их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцев, рассеянной органики, осадочных горных пород. Так, в далекие  геологические эпохи сотни миллионов  лет назад значительная часть  фотосинтезируемого органического  вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась  и постепенно погребалась под  различными минеральными осадками. Находясь в породах миллионы лет, этот детрит под действием высоких температур и давления (процесс метаморфизации) превращался в нефть, природный  газ и уголь, во что именно - зависело от исходного материала, продолжительности  и условий пребывания в породах. Теперь мы в огромных количествах  добываем это ископаемое топливо  для обеспечения потребностей в  энергии, а сжигая его, в определенном смысле завершаем круговорот углерода. Если бы ни этот процесс в истории  планеты, вероятно, человечество имело  бы сейчас совсем другие источники  энергии, а может быть и совсем другое направление развития цивилизации.

По второму пути миграция углерода осуществляется созданием  карбонатной системы в различных  водоемах, где CO2 переходит в H2CO3, HCO31-, CO32-. Затем с помощью растворенного  в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов CaCO3 биогенным  и абиогенным путями. Возникают мощные толщи известняков. Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане.

В пределах суши, где имеется  растительность, углекислый газ атмосферы  поглощается в процессе фотосинтеза  в дневное время. В ночное время  часть его выделяется растениями во внешнюю среду. С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ  с образованием CO2. Особое место в  современном круговороте веществ  занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание  содержания углекислого газа в атмосфере, связанное с ростом промышленного  производства и транспорта.

 

 

3. Круговорот кислорода.

          Кислород - наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислорода среды с живыми организмами или их остатками после гибели.

В составе земной атмосферы  кислород занимает второе место после  азота. Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является молекула О2. Круговорот кислорода в  биосфере весьма сложен, поскольку  он вступает во множество химических соединений минерального и органического  миров.

Свободный кислород современной  земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза  зеленых растений и его общее  количество отражает баланс между продуцированием  кислорода и процессами окисления  и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило  такое время, когда количество свободного кислорода достигло определенного  уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого  кислорода стало равным количеству поглощаемого кислорода.

 

 

4. Круговорот азота.

 При гниении органических  веществ значительная часть содержащегося  в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве   трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты:

2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС  + Н0Н

Некоторая же часть азота  всегда выделяется при гниении в  свободном виде в атмосферу. Свободный  азот выделяется также при горении  органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме  того, существуют бактерии, которые  при .недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих де ни трифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.

Непрерывная убыль минеральных  азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению  жизни на Земле, если бы в природе  не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся, прежде всего происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий — «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества.

Таким образом, в природе  совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем  с полей убираются наиболее богатые  белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие  убыль в ней важнейших элементов  питания растений.

 

 

 

 

 

 

 

5. Круговорот фосфора.

        Фосфор  входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутрь клеток. В различных минералах фосфор содержится в виде неорганического фосфатиона (PO43-). Фосфаты растворимы в воде, но не летучи. Растения поглощают PO43- из водного раствора и включают фосфор в состав различных органических соединений, где он выступает в форме так называемого органического фосфата. По пищевым цепям фосфор переходит от растений ко всем прочим организмам экосистемы. При каждом переходе велика вероятность окисления содержащего фосфор соединения в процессе клеточного дыхания для получения организмом энергии. Когда это происходит, фосфат в составе мочи или ее аналога вновь поступает в окружающую среду, после чего снова может поглощаться растениями и начинать новый цикл.

В отличие, например, от углекислого  газа, который, где бы он ни выделялся  в атмосферу, свободно переносится  в ней воздушными потоками пока снова  не усвоится растениями, у фосфора  нет газовой фазы и, следовательно, нет "свободного возврата" в атмосферу. Попадая в водоемы, фосфор насыщает, а иногда и перенасыщает экосистемы. Обратного пути, по сути дела, нет. Что-то может вернуться на сушу с помощью  рыбоядных птиц, но это очень небольшая  часть общего количества, оказывающаяся  к тому же вблизи побережья. Океанические отложения фосфата со временем поднимаются  над поверхностью воды в результате геологических процессов, но это  происходит в течение миллионов  лет.

Следовательно, фосфат и  другие минеральные биогены почвы  циркулируют в экосистеме лишь в  том случае, если содержащие их "отходы" жизнедеятельности откладываются  в местах поглощения данного элемента. В естественных экосистемах так  в основном и происходит. Когда  же в их функционирование вмешивается  человек, он нарушает естественный круговорот, перевозя, например, урожай вместе с  накопленными из почвы биогенами  на большие расстояния к потребителям.

 

6. Круговорот серы.

        Сера является важным составным элементом живого вещества. Большая часть ее в живых организмах находится в виде органических соединений. Кроме того, сера входит в состав некоторых биологически активных веществ: витаминов, а также ряда веществ, выступающих в качестве катализаторов окислительно-восстановительных процессов в организме и активизирующих некоторые ферменты.

Сера представляет собой  исключительно активный химический элемент биосферы и мигрирует  в разных валентных состояниях в  зависимости от окислительно-восстановительных  условий среды. Среднее содержание серы в земной коре оценивается в 0,047 %. В природе этот элемент образует свыше 420 минералов.

         В изверженных породах сера находится преимущественно в виде сульфидных минералов: пирита, пирронита, халькопирита , в осадочных породах содержится в глинах в виде гипсов, в ископаемых углях - в виде примесей серного колчедана и реже в виде сульфатов. Сера в почве находится преимущественно в форме сульфатов; в нефти встречаются ее органические соединения.

В связи с окислением сульфидных минералов в процессе выветривания сера в виде сульфатиона переносится  природными водами в Мировой океан.  Сера поглощается морскими организмами, которые богаче ее неорганическими  соединениями, чем пресноводные и  наземные.

 

 

Список использованной литературы:

 

 

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экоразвития. Учебное пособие. – М.: Издательство Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова, 2004. – 312 с.
2. Голуб А.А., Струкова Е.Б. Экономические методы управления природопользованием. –М.: Наука, 1993. –136 с.
3. Неверов А.В. Экономика природопользования. Учебн.пособие для вузов. –Москва: Высшая школа, 2000. –216 с.
4. Быстраков Ю.И., Колосов А.В. Экономика и экология. –М.: Агропромиздат, 2002. –204 с.