Лекции по "Геологии"

 

85. Проблемы народонаселения  и пути их решения.

Современный глобальный экологический кризис вызван противоречиями между невиданным развитием прикладных наук, которое произошло за десятки лет, и биологической сущностью человека. Выделены некоторые негативные последствия роста численности населения Земли. Среди них заслуживают особого внимания рост материального потребления, рост городских агломераций, загрязнение среды, падение уровня жизни, изменение структуры населения и его скученность.

Рост потребления. Рост населения не пропорционален росту потребления, так как обычно сопровождается падением уровня жизни. Потребление возрастает, прежде всего, за счет тех областей, которые мало связаны с уровнем жизни (например, потребление зерна, риса и т.п.).

Рост городов. В силу того, что сельскохозяйственное производство не предоставляет дополнительных рабочих мест, избыточное население сосредоточивается в городах. Рост городов происходит нередко за счет сельскохозяйственных угодий, что, в свою очередь, ведет к усилению оттока населения из сел в города.

Загрязнение среды возрастает из-за увеличения объема бытовых отходов, роста городов как наиболее мощных источников загрязнения, интенсификации сельскохозяйственного производства. Загрязнение провоцирует рост заболеваемости, запуская механизм естественного отбора, ведущего к изменению (ухудшению) генофонда. Борьба с загрязнением, в свою очередь, сопряжена со значительным увеличением непроизводительных  расходов.

Падение уровня жизни. Основные факторы падения уровня жизни связаны с ростом численности населения ¾ многодетностью и обусловленным ею дефицитом семейного бюджета, ростом цен на землю, соответствующим удорожанием жилищного строительства, ресурсов, всех систем жизнеобеспечения, а также с ростом непроизводительных расходов.

Изменение структуры населения. Сдвиг в пользу городского населения с ростом его численности сопровождается:

¾ изменением соотношения возрастных групп: омоложением населения, сопровождаемым ростом безработицы среди молодежи, преступности и общей социальной нестабильности;

¾ изменением соотношения полов в младших возрастных гpyппах: число мальчиков превышает число девочек;

¾  изменением соотношения полов в старших возрастных группах: снижением продолжительности жизни мужчин по сравнению с женщинами; увеличением числа одиноких женщин среднего и пожилого возрастов.

Скученность. Скученность населения ускоряет процесс загрязнения среды. Она провоцирует гормональные нарушения у человека, увеличивает степень конфликтности и агрессивности в семье и на производстве. Социально-психологические последствия скученности ¾ отчуждение, утрата социальной значимости личности, снижение ценности жизни, социальное безразличие и карьеризм (стремление обрести значимость любой ценой), саморазрушение (алкоголизм, наркомания, половые извращения, исключающие из репродуктивного процесса), преступность.

Пути решения проблемы. Сложность современной демографической ситуации состоит, однако, в том, что экономически большинство стран мира с капиталистической рыночной экономикой по-прежнему заинтересовано в росте численности населения, в своеобразном «расширенном воспроизводстве» рабочей силы. Необходимо отметить в связи с этим, что существенный прогресс в деле оптимизации процесса воспроизводства населения достижим лишь при сокращении потребности в трудовых ресурсах в условиях вывода человека из процесса непосредственного материального производства. Экономический рост должен идти за счет механизации и автоматизации производства с сокращением числа занятых в нем людей. Все это, однако, даст положительный демографический эффект лишь в том случае, если будет происходить на фоне планомерного повышения уровня жизни населения.

 

86. Охарактеризуйте  ландшафтно-геохимические барьеры.

Одно из основных понятий современной геохимии. По Перельману, это те участки земной коры, на которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация. Ландшафтно-геохимические барьеры принято разделять на две большие группы – природные и техногенные. Их дальнейшая типизация  осуществляется с учетом основных форм миграции элементов. Поэтому можно говорить о трех типах геохимических барьеров: механическом, биогеохимическом и физико-химическом.

Накопление элементов на природных геохимических барьерах происходит в результате осаждения как природных, так и техногенных компонентов. В первом случае возникающие на барьерах природные аномалии, как правило, невыразительные (слабоконтрастные), поскольку содержания элементов в них обычно не превышают нескольких кларков концентрации.        

Механические барьеры – это участки резкого уменьшения интенсивности механической миграции, осуществляемой либо водными, либо воздушными потоками. В первом случае они наиболее выразительно проявляются в зоне седиментогенеза (осадкообразования), где с ними нередко связано образование россыпных месторождений золота, олова, циркония, титана, тория и других металлов.

Биогеохимические барьеры являются пространственным выражением интенсивной биогенной аккумуляции химических элементов. Различают собственно биогеохимические барьеры, соответствующие гумусовому горизонту почв, где в ряде случаев происходит накопление рудных элементов и фитогеохимические, связанные с концентрацией элементов живыми растениями.

Физико–химические барьеры изучены наиболее детально. Они подразделяются на ряд классов, внутри которых выделяются еще и  виды барьеров. Среди них выделяют: кислородный, сероводородный, глеевый, щелочной, кислый, испарительный, сорбционный, термодинамический.

Окислительные барьеры – в общем случае проявляются в местах перехода от менее окислительных условий к более окислительным (или от более восстановительных к менее восстановительным), но особенно активно развиваются на участках резкой смены восстановительных условий окислительными. В этом случае главным агентом окисления служит свободный кислород, в связи с чем данную разновидность окислительного барьера называют кислородным барьером.

Разновидностью кислородного барьера является так называемый серный барьер, на котором осаждается элементарная сера в соответствии с реакцией  2H2S + O2 = 2S + 2H2O. Этот процесс протекает при участии различных микроорганизмов (серобактерий), которые способны откладывать серу либо непосредственно в своих клетках, либо косвенным путем при окислении сероводорода.

Восстановительные барьеры – возникают на участках, где окислительные условия сменяются восстановительными. В соответствии с двумя основными видами восстановительной обстановки – сероводородной и глеевой – выделяют и два вида восстановительных геохимических барьеров: сероводородный (сульфидный) и глеевый.

Кислый барьер  - возникает при резком уменьшении рН, в частности при изменении нейтральных и щелочных условий на слабокислые и кислые. Он наиболее контрастен при большом перепаде рН, способствующем осаждению анионогенных элементов, в особенности кремния, но также хрома, ванадия , урана, селена, молибдена, соединения которых в кислой среде слаборастворимы.

Щелочной барьер – возникает на участках резкого повышения рН, в частности там, где кислая среда переходит в щелочную, сильнокислая в слабокислую или же слабощелочная с сильнощелочную. На щелочном барьере осаждается большая группа химических элементов, в основном металлов, которые хорошо мигрируют в кислых и слабокислых условиях, а в щелочной среде образуют трудно растворимые гидроокислы. К их числу относятся Al, Fe, Mn, V, Cr, Zn, Ni, Cu, Co, Pb, Cd.

Сорбционный барьер – имеет самое широкое распространение в ландшафте и проявляется практически во всех его компонентах. Основными сорбентами микроэлементов являются органическое вещество почв, глинистые минералы, гидроокислы железа и марганца.

Термодинамический барьер – возникает в результате резкого изменения одного из факторов внешней миграции – температуры или давления.

По определению А.И. Перельмана техногенный геохимический барьер – это участок ноосферы, где  происходит резкое снижение интенсивности техногенной миграции и как следствие – концентрация химических элементов. Важно помнить, что техногенные барьеры – это барьеры, образующиеся только в результате антропогенных изменений условий миграции.

Классификация техногенных геохимических барьеров основана на тех же принципах, что и природных. Вместе с тем, полной аналогии здесь не может быть, так как в ноосфере возможны типы концентраций элементов, не вписывающиеся в известную схему. Это связано с тем, что в техногенной миграции нередко участвуют химические соединения, чуждые биосфере, никогда в ней не существовавшие и обладающие другими свойствами, нежели природные вещества (искусственные полимеры, лекарства, краски, сплавы и т.д.).

К группе техногенных барьеров следует отнести искусственные геохимические барьеры. Это участки ноосферы, где целенаправленно осуществляется изменение геохимической обстановки, приводящее к снижению интенсивности миграции химических элементов и как следствие – к их локализации.

Создание искусственных барьеров позволяет решать целый ряд практических задач:

- формировать искусственные  месторождения   отдельных металлов;

- закреплять удобрения  в почвах, мелиорировать почвы;

- локализовать загрязнения  окружающей среды.

Техногенным геохимическим барьерам противопоставляются техногенные зоны выщелачивания. Это такие участки ноосферы, в которых под влиянием техногенной миграции происходит выщелачивание (вымывание) подвижных элементов.

В зависимости от направления миграционных потоков геохимические барьеры подразделяются на радиальные, латеральные и двусторонние. Радиальные барьеры формируются между различными генетическими горизонтами почв и донных осадков. В этих случаях миграционные потоки направлены преимущественно сверху вниз или снизу вверх. Иными словами радиальные барьеры отражают вертикальную геохимическую неоднородность как наземных, так и аквальных ландшафтов.

Латеральные (линейные) барьеры формируются на границах раздела различных элементарных ландшафтно-геохимических систем при миграции веществ в субгоризонтальном (латеральном) направлении.

Для двусторонних барьеров характерна миграция химических элементов с противоположных сторон.

87. Современные  методы очистки балластных вод.

Балластная вода – вода с взвешенным в ней веществом, принятая на борт судна для контроля дифферента, крена, осадки, остойчивости или напряжений судна (определение конвенции). Балластные воды – это воды, которые используются при передвижении судов порожняком с целью соблюдения условий безопасности. Однако использование таких вод наряду с экономичностью приводит к перемещению огромных масс живых организмов, многие из которых оказываются на новых территориях вредными.

К современным методам очистки балластных вод относятся:

= физические (высокая температура, ультрафиолет);

= механические (фильтрация);

= химические ( хлор, ионы меди и серебра).

Термическая обработка водяного балласта зависит от наличия теплового источника на протяжении рейса, каковым может являться охлаждающая вода главного двигателя.

Применение ультрафиолетовых лучей может быть более эффективным, несмотря на высокую резистентность к ним некоторых микроорганизмов, при условии сочетания с фильтрацией для удаления зоопланктона и токсичных динофлагеллят, а также крупных гидробионтов, сепарацией для удаления частиц величиной свыше 40 микрон, использованием самоочищающихся экранов для осаждения частиц размерами свыше 50 микрон с последую щей сепарацией.

Фильтрация не может рассматриваться как самостоятельный метод обработки судовых балластных вод, так как позволяет удалять крупные гидробионты, зоо- и фитопланктон, но не исключает вероятности «проскока» микроорганизмов. Рекомендуется сочетание с другими методами, с комплексом физических и химических методов.

Использование хлора как дезинфицирующего средства для обработки судовых балластных вод. Этот метод может быть ограничен в силу значительной продолжительности процесса обработки, зависимости ее эффективности от температуры воды и уровня рН, распространенности хлоррезистентной микрофлоры, образования галогенсодержащих канцерогенов, экологических проблем сброса больших масс хлорированных вод в акватории портов.

Эффективность генерированных с помощью электролиза ионов меди и серебра, по сравнению с хлорированием, считается выше, однако у некоторых организмов может повышаться резистентность к большим концентрациям меди и серебра. Экологические последствия применения необходимых бактерицидных концентраций этих металлов требуют дополнительных исследований, поэтому широкое применение данного метода в настоящее время не представляется целесообразным.

Диоксид хлора, как окислитель и дезинфектант, нашел широкое применение в технологиях водоподготовки в силу существенного преимущества по сравнению с другими распространенными средствами (озоном, хлором и хлораминами), а именно оптимальном соотношении биоцидной эффективности, стабильности и последействия как основополагающих критериев оценки химических дезинфектантов. ИЛИ:

– Механический – фильтрация; не в состоянии обеспечить требуемой степени очистки, не удовлетворяет современным требованиям, поэтому этот метод комбинируют с другими методами.