ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
Геохимия ландшафта / Экологическая геохимия
Курс, III семестр, 2018-2019у.г.
Химический состав Вселенной Земли и земной коры. Образование и распространенность химических элементов.
Кларк- это усредненное содержание хим.элементов в земной коре и любой другой системе по отношению к общей массе хим. элементов слагающих заданную систему.
Химический состав Вселенной:
75%- водород
25%- гелий
<1%- другие газы
Большинство химических реакций происходит за счет термоядерного синтеза, топливом которого является водород. В условиях высокого давления в Звезде идет термоядерный синтез => идет образование новых химических элементов.
Степень распространения ядер во Вселенной обусловлена процессами их образования. Наиболее распространенная термоядерная реакция — превращение водорода в гелий, сопровождающееся выделением огромной энергии.
Реакция синтеза ядер не останавливается на образовании гелия. Этот элемент может «сгорать» с образованием ядер углерода, кислорода, неона, которые в результате захвата ядер гелия преобразуются в ядра магния, кремния, серы, аргона и кальция. Такие реакции происходят только в наиболее массивных звездах.
Чем выше масса химического элемента, тем реже он встречается во Вселенной
Земля состоит в основном из малораспространенных элементов, большинство из которых представлены металлами, либо кислородом. При этом у нас отсутствуют закономерности.
Химический состав земной коры: кислород – около 47%, д 47% кремний – 30%, алюминий – 8%, железо – 5%, кальций, натрий, калий, магний – по 23%
На долю этих восьми элементов приходится 99% массы земной коры.
Главная геохимическая особенность земной коры — необычайно высокий кларк кислорода. Ничего подобного не обнаружено ни на Солнце, ни на других звездах. Объяснение этого замечательного явления связано не со строением ядра кислорода, а со способностью этого элемента образовывать очень прочные связи с кремнием, алюминием и некоторыми другими элементами.
Понятие «Кларк». Закономерности распространенности химических элементов. Кларк концентрации и Кларк рассеяния
Термин Кларк был введен в 20е годы 20в.
Содержание элемента в земной коре выражается в кларках. Кларковое число (кларк элемента) – число, выражающее среднее содержание химических элементов.
Кларк концентрации – отношение среднего содержания химического элемента к в любом компоненте ландшафта к его кларку в земной коре.
Кларк рассеяния - отношение кларка элемента в литосфере к его содержанию в данном природном объекте.
Классификация химических элементов по В.И. Вернадскому, А.П. Виноградову, В.В. Добровольскому.
А. Воздушные мигранты(98,8%): О – 70%, С – 8%, Н – 10,5%, N – 0,3%.
Б. Водные мигранты(1,2%):
- Макроэлементы: Ca – 0,5%, K – 0,3%, Si – 0,2%, Mg – 0,04%, P – 0,07%, S – 0,05%, Na – 0,02%, Cl – 0,02%, Fe – 0,01%.
- Микроэлементы:
В. Элементы обнаружены в живом веществе, но их кларки не установлены: He, Ne, Ar, Sc, Kr, Nb, Rh, Pd, In, Te, Xe, Ta, Tl, Bi, Th …..
Г. Не обнаружены в живом веществе: Ru, Hf, Re, Os, Ir, Po, Ac, Tc, At, Fr ……
Химический состав атмосферы
N 78,084%
O 20,984%
Ar 0,934%
CO2 0,04%
Ne 0,0018%
He 0, 0005%
CH4 0,0002%
Кларки атмосферы. Средн молек масса воздуха, вытек из его хим сост 28,97 моль, масса О2 в атмосфере, вместе с кисл в воде 1,5 * 10 (в 15степ) тонн, АЗОТА – 4*10(15степ)тонн. Аргон – 16 * 10(12 степ)тонн, СО2 – 2,3*10(12степ) тонн. В соотв с этим содержание N – 78%, O – 21%, Ar – 0,93% , CO2 – 0,03%, Ne – 18,8*10 (-6 степ), He -5,4*10(-6 степ). Кроме этих в атм всегда есть метан, криптон, водород, вода, йод, аммиак, кобальт сернистый и серный ангидриты.
Геохимические показатели продуктивности живого вещества
Зольность биомассы, прироста и опада
Ежегодный прирост биомассы
Подстилочно-опадочный коэфициент(ПОК) – показатель микробиологической активности разложения органического вещества.
Кларк концентрации
Всегда делим количество элемента в конкретном объекте на количество элемента в мире.
КК= Ci(содержание элемента в объекте)\K(общее содержание).
Если результат деления >1, то это кларк концентрации. Если <1 – рассеяния.
Не важно, в процентах или нет, главное, чтобы и делимое, и делитель были в одинаковых единицах.
Например:
Si. В почвах Беларуси 83,2 , а кларк почв мира 70,6.
83,2\70,6 = 1,18 (>1) => кларк концентрации.
Al. В почвах Беларуси 6,3 , в почвах мира – 13,6.
6,3\13,6 = 0,46 (<1) => кларк рассеяния.
Кларк рассеивания
Всегда делим количество элемента в конкретном объекте на количество элемента в мире.
КК= Ci(содержание элемента в объекте)\K(общее содержание).
Если результат деления >1, то это кларк концентрации. Если <1 – рассеяния.
Не важно, в процентах или нет, главное, чтобы и делимое, и делитель были в одинаковых единицах.
Например:
Si. В почвах Беларуси 83,2 , а кларк почв мира 70,6.
83,2\70,6 = 1,18 (>1) => кларк концентрации.
Al. В почвах Беларуси 6,3 , в почвах мира – 13,6.
6,3\13,6 = 0,46 (<1) => кларк рассеяния.
Зольность биомассы
Количество зольных элементов от общей массы
[Пример по таблице: аркт.тундра =(7,8*100)/500=1,56%] – (зольные элементы биомассы * 100)/ общая масса биомассы.
5. Интенсивность (скорости)образования органического вещества
Прирост/ продолжительность вегетации
[Пример по таблице: аркт.тундра=100/1=1 т/мес] – общая масса ежегодного прироста/продолжительность вегетации.
Индекс загрязнения воды
Для комплексной оценки качества поверхностных вод суши используется индекс загрязненности воды (ИЗВ). Он позволяет не только сравнить качество воды в разных водных объектах, но и оценить как временную, так и пространственную динамику качества воды- изменение его от года к году, от створа к створу, от пункта к пункту.
Расчет ИЗВ может, как и расчет ИЗА, производиться по разным методикам с использованием разных химических, физических, микробиологических показателей качества воды.
Например, в методике расчета ИЗВ только по химическим показателям расчет проводится для каждого пункта (створа) по формуле (3):
(3)
где С / ПДК — относительная (нормированная) среднегодовая концентрация;
6 — строго лимитируемое количество показателей.
При расчете используются более жесткие рыбохозяйственные ПДК.
Индекс загрязнения почвы
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
Геохимия ландшафта / Экологическая геохимия
Дата: 2019-07-24, просмотров: 254.
