Материал: УМП ЭКОЛОГИЯ

71 

Попав  в  атмосферу,  ХФУ  медленно  всплывают  вверх:  газам, 

выделяющимся  на  поверхности  Земли,  требуется  пять-шесть  лет,  чтобы 
достигнуть  стратосферы.  Под  воздействием  излучения  УФ-Б  в  стратосфере 
из молекулы ХФУ высвобождается атом хлора. Реагируя с молекулой озона 
O

3

,  атом  хлора  расщепляет  ее  и  образует  обычную  молекулу  кислорода  O

2

плюс  молекулу  окиси  хлора  Cl+O,  ни  одна  из  которых  не  поглощает 
излучение УФ-Б. 

Изолированный атом кислорода O может вступать в реакцию с окисью 

хлора, высвобождая атом хлора и образуя обычную молекулу кислорода O

2

. 

Высвободившийся хлора теперь может расщепить еще одну молекулу озона 
O

3

.  Один  атом  хлора  способен  повторять  этот  цикл  много  тысяч  раз, 

уничтожая много тысяч молекул озона. 

16  сентября  1987  года  представители  24  государств  подписали 

Монреальский  протокол  о  веществах,  разрушающих  озоновый  слой, 
ограничивающий  производство  и  применение  около  100  веществ,  которые 
уничтожают стратосферный озон.  Это соглашение  уже  ратифицировала 191 
страна.  (В 1978  году  Соединенные  Штаты  запретили  использование  ХФУ  в 
качестве  пропеллентов  практически  во  всей  аэрозольной  продукции, 
изготавливаемой в США.)  

4 Гидросфера, ее состав и структура. Загрязнение водной среды 

Гидросфера (

hydor

 –  вода, 

sphaira

 –  шар)  –  это  совокупность  всех  вод 

Земли: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических, 
атмосферных. 

В  настоящее  время  можно  считать,  что  в  морской  воде  присутствуют 

все  химические  элементы  таблицы  Менделеева.  Однако  преобладающая 
часть  растворенных  веществ  сложена  немногими  химическими  элементами: 
O  (85,7  %),  H(10,8  %),  Cl  (1,9  %),  Na  (1,05  %),  Mg(0,13  %),  S  (0,088  %),  Са 
(0,04  %).  Некоторые  из  элементов,  несмотря  на  относительно  низкую 
концентрацию,  играют  важную  роль  в  химических  процессах  моря  и  в 
морских организмах. В этом отношении ведущая роль принадлежит кремнию 
(3  10

-5

  %),  азоту  (1  10

-5

  %)  и  фосфору  (7  10

-5

  %),  которые  усваиваются 

живыми  организмами,  и  их  концентрация  в  морской  воде  контролируется 
ростом и размножением морских животных и растений. 

В  морях  и  океанах  выражена  вертикальная  зональность.  Особенно 

сильно  различаются  по  экологии  пелагиаль  –  вся  толща  воды,  и  бенталь  – 
дно. 

Толща  воды  –  пелагиаль,  по  вертикали  делится  на  несколько  зон: 

эпипелигеаль, батипелигеаль, абиссопелигиаль и ультраабиссопелигиаль

.  

В  зависимости  от  крутизны  спуска  и  глубины  на  дне  тоже  выделяют 

несколько зон, которым соответствуют указанные зоны пелагиали: 



литоральная – кромка берега, заливаемая во время приливов; 

72 



супралиторальная – часть берега выше верхней приливной черты, 

куда долетают брызги прибоя; 



сублиторальная – плавное понижение суши до 200м; 



батиальная – крутое понижение суши (материковый склон); 



абиссальная  – плавное  понижение дна  океанского  ложа; глубина 

обеих зон вместе достигает 3 – 6 км; 



ультраабиссальная – глубоководные впадины 6 – 10 км. 

Загрязняющие  вещества,  поступающие  в  природные  воды,  вызывают 

изменение  физических  свойств  воды  (нарушение  первоначальной 
прозрачности и окраски, появление неприятных запахов и привкусов и т.п.); 
изменение химического состава воды, в частности, появление в ней вредных 
веществ;  появление  плавающих  веществ  на  поверхности  воды  и  отложения 
на  дне;  сокращение  в  воде  количества  растворенного  кислорода  вследствие 
расхода  его  на  окисление  поступающих  в  водоем  органических  веществ 
загрязнения; появление новых бактерий, в том числе и болезнетворных. 

Из-за загрязнения природных вод они оказываются непригодными для 

питья, купания, водного спорта и технических нужд. Особенно пагубно оно 
влияет  на  рыб,  водоплавающих  птиц,  животных  и  другие  организмы, 
которые заболевают и гибнут в больших количествах. 

На  качественный  и  количественный  состав  вод  в  водоемах  оказывает 

влияние: 1) миграция химических загрязнений из атмосферы; 2) поступление 
загрязняющих  веществ  в  водоемы  с  бытовыми,  промышленными  и 
сельскохозяйственными  стоками;  3)  поверхностный  сток  (дождевые,  талые 
воды). 

Сточные воды — это воды, отводимые после использования в бытовой 

и производственной деятельности человека. 

Загрязнения,  поступающие  в  сточные воды,  можно  условно разделить 

на несколько групп. Так, по физическому составу выделяют нерастворенные, 
коллоидные  и  растворенные  примеси.  Кроме  того  загрязнения  делятся  на 
минеральные, органические, бактериальные и биологические. 

Минеральные  представлены  песком,  глинистыми  частицами,  ча-

стицами  руды,  шлака,  минеральных  солей,  растворами  кислот  и  щелочей  и 
другими веществами. 

Органические  загрязнения  подразделяются  по  происхождению  на 

растительные, животные, химические вещества.  

Бактериальное  и  биологическое  загрязнения  присущи,  главным 

образом,  бытовым  и  животноводческим  водам  и  стокам  некоторых 
промышленных предприятий. 

Бытовые сточные воды  включают воды от банно-прачечных хозяйств, 

пищеблоков,  больниц  и  т.  д.,  содержащие  в  своем  составе  детергенты. 
Детергенты 

– 

поверхностно-активные 

синтетические 

вещества, 

используемые  в  составе  моющих  средств  и  эмульгаторов,  с  трудом 
подвергаются разложению микроорганизмами. 

73 

Сельскохозяйственные  стоки  —  это  стоки  животноводческих 

комплексов  и  стоки,  образуемые  при  вымывании  агрохимикатов  и 
минеральных  удобрений  за  пределы  пахотного  слоя  в  водоем  (по-
верхностный  сток).  Для  животноводческих  стоков  характерно  ярко 
выраженное  бактериальное  и  органическое  загрязнение  растительного  и 
животного происхождения, а также загрязнение аммиачными соединениями. 
Поверхностные 

стоки 

загрязняются 

минеральными 

удобрениями, 

пестицидами, ядохимикатами, минеральными примесями. 

Эвтрофикация  водоемов  –  обогащение  водоема  биогенами, 

стимулирующее  рост  фитопланктона.  Результатом  является  помутнение 
воды,  гибель  бентосных  растений,  снижение  концентрации  растворенного 
кислорода,  недостаток  его  для  глубоководных  рыб  и  моллюсков. 
Эвтрофикация может происходить даже в медленно текущих пресных водах. 
Чем больше органических веществ поступает в озеро, тем больше требуется 
кислорода  (поэтому  комплексными  характеристиками  загрязнения  воды 
органическими  веществами  служит  биологическое  (БПК)  и  химическое 
(ХПК)  потребление  кислорода)  для  перевода  их  в  неорганические  соеди-
нения. 

Эвтрофикация  представляет  собой  смену  богатой  экосистемы, 

основанной  на  бентосной  растительности,  на  простую,  основанную  на 
фитопланктоне. 

В геологических масштабах времени водоемы постоянно обогащаются 

биогенами  и  заполняются  поступающими  с  суши  наносами.  За  многие 
столетия  в  озере  накапливаются  ил  и  детрит,  постепенно  заполняющие 
первоначально глубокую чащу озера. 

Эвтрофикация – составная часть естественного процесса, называемого 

сукцессией.  За  несколько  тысяч  лет  озеро  может  измениться  естественным 
путем:  «состариться».  Однако  антропогенная  деятельность  приводит  к 
аналогичным  последствиям  всего  за  несколько  десятилетий.  Поэтому  при-
нято  говорить  об  антропогенной  эвтрофикации,  противопоставляя  ее 
естественной. Эвтрофикация – хороший пример того, что не все негативные 
проблемы  современности  связаны  с  промышленным  выбросом  «ядовитых» 
соединений,  т.  к.  в  рассматриваемом  случае  часто  причиной  является 
поступление  в  природную  экосистему  таких  «безвредных»  веществ,  как 
частицы  почвы  и  питательные  вещества.  На  данном  примере  отчетливо 
видно,  что  изменение  любого  экологического  фактора  может  нарушить 
равновесие в экосистеме. 

В  промышленном производстве  вода используется  как  теплоноситель, 

поглотитель, 

средство 

транспортировки, 

для 

охлаждения. 

Кроме 

химического  загрязнения,  вода  способствует  и  тепловому  загрязнению 
водоема.  Тепловое  загрязнение  поверхности  водоемов  и  прибрежных 
морских  акваторий  возникает  в  результате  сброса  нагретых  сточных  вод 
электростанциями  и  некоторыми  промышленными  производствами.  Сброс 
нагретых  вод  во  многих  случаях  обуславливает  повышение  температуры 

74 

воды в водоемах на 6 – 8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в 
прибрежных  районах  может  достигать  30  км

2

.  Более  устойчивая 

температурная  стратификация  препятствует  водообмену  поверхностным  и 
донным  слоям.  Растворимость  кислорода  уменьшается,  а  потребление  его 
возрастает,  поскольку  с  ростом  температуры  усиливается  активность 
аэробных  бактерий,  разлагающих  органическое  вещество.  Усиливается 
видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. 

5  Литосфера,  ее  состав  и  структура.  Разрушение  почвенного 

покрова 

Литосфера (от греч. 

litos

 – камень, 

sphaira

 – шар) – верхняя «твердая» 

(каменная)  оболочка  Земли,  постепенно  переходящая  с  глубиной  в  сферы  с 
меньшей  прочностью  вещества.  Она  включает  в  себя  земную  кору  и  часть 
верхней мантии Земли. 

Характерная  особенность  верхней  мантии  –  ее  расслоенность.  На 

глубине  около  100  км  под  материками  50  км  под  океанами  ниже  подошвы 
земной  коры  находится  астеносфера  (от  греч. 

asthenes

  –  слабый, 

sphaira

  – 

шар) (слой Гутенберга). Предполагают, что вещество там находится в тердо-
жидком  состоянии:  твердые  гранулы  окружены  пленкой  расплава.  Выше 
астеносферы  породы  мантии  находятся  в  твердом  состоянии  и  совместно  с 
земной  корой  находится  литосфера,  мощность  которой  составляет  50  – 
200 км, в том числе земной коры – до 75 км на континентах и 10 км под дном 
океана.  Ниже  астеносферы  располагается  слой,  в  котором  плотность 
вещества  возрастает;  слой  назван  в  честь  русского  ученого  Б.  Б.  Голицына, 
впервые  указавшего  на  его  существование:  состоит  из  сверхплотных 
разновидностей кремнезема и силикатов. 

Верхняя часть земной коры, постоянно видоизменяемая под влиянием 

механического  и  химического  воздействий  погодно-климатических 
факторов, растений и животных, выделяется в отдельный слой, называемый 
корой выветривания. В настоящее время установлено, что более чем на 80 % 
земная кора состоит из кислорода, кремния и алюминия (таблица 2.5). 

 
Таблица  2  5  –  Кларки  наиболее  распространенных  химических 

элементов 

Химический элемент 

Кларк, % 

Химический элемент 

Кларк, % 

наименование 

символ 

наименование 

символ 

Кислород 

O 

46,6 – 49,1 

Натрий 

Na 

2,01 – 2,83 

Кремний 

Si 

26,0 – 29,5 

Калий 

K 

2,35 – 2,59 

Алюминий 

Al 

7,45 – 8,14 

Магний 

Mg 

1,79 – 2,35 

Железо 

Fe 

4,20 – 5,00 

Водород 

H 

до 1 

Кальций 

Ca 

2,71 – 3,63 

ИТОГО 

более 99% 

75 

Менее  всего  земная  кора  содержит  инертных  газов  –  гелия,  неона  и 

радона,  что  связано  с  их  высокой  подвижностью:  они  легко  переходят  в 
атмосферу, откуда рассеиваются в космическом пространстве. 

Органический  состав  формируется  из  соединений,  содержащихся  в 

большом  количестве  в  растительных  и  животных  остатках.  Это  белки, 
углеводы, органические кислоты жиры, лигнин, дубильные вещества и др., в 
сумме  составляющие  10  –  15  %  от  всей  массы  органического  вещества  в 
почве.  При  разложении  органических  веществ  содержащийся  в  них  азот 
переходит  в  формы,  доступные  растениям.  Органические  вещества  играют 
важную  роль  в  почвообразовании,  определяют  величину  поглотительной 
способности  почв,  воздействуют  на  структуру  верхних  горизонтов  почвы  и 
ее физические свойства. 

Органическое  вещество  почвы  образуется  при  разложении  мертвых 

организмов, их частей (например, опавших листьев), фекалий и т. п. Мертвый 
органический  материал  используется  в  пищу  совместно  детритофагами  и 
редуцентами  (грибами  и  бактериями),  завершающими  процесс  разложения. 
Не  полностью  разложившиеся  остатки  органики  называют  подстилкой,  а 
конечный  продукт  разложения,  в  котором  невозможно  различить 
первоначальный материал, – гумусом. 

Гумус  –  аморфное  органическое  вещество  почвы,  образующееся  в 

результате  разложения  растительных  и  животных  остатков  и  продуктов 
жизнедеятельности  организмов,  причем  утратившее  тканевую  структуру 
(иногда  в  качестве  синонима  «гумусу»  указывается  термин  «перегной», 
однако  это  не  точно.  Перегной  в  понимании  «грубый  гумус»  допускает 
наличие  остатков  организмов,  не  утративших  тканевую  структуру,  а 
перегной  в  широком  смысле  даже  не  исключает  наличие  в  нем  живых 
организмов  –  низших  (микроорганизмов)  и  высших  (личинок  насекомых  и 
др.)). 

По  химическому  составу  –  это  сложная  смесь  разнообразных 

органических  молекул.  Гумус  состоит  из  гуминовых  кислот,  фульвокислот, 
гумина и ульмина; имеет цвет от темно-бурого до черного. 

По  агрегатному  состоянию  гумус  похож  на  глину;  и  то  и  другое 

находится  в  коллоидном  состоянии.  Отдельные  его  частицы  прочно 
прилипают  к  глине,  образуя  глино-гумусовый  комплекс.  Гумуса  в  верхних 
горизонтах  почвы  содержится  от  десятых  долей  до  18  %  (в  черноземных 
почвах),  а  мощность  гумусовых  горизонтов  от  нескольких  сантиметров  до 
1,5 м. 

Разрушение почвенного покрова. Процесс смыва почвы текущей водой 

называется  эрозией.  Аналогичный  процесс,  производимый  ветром, 
называется дефляцией. 

Эрозию  при  стоке  воды  подразделяют  на  поверхностную  –  смыв 

плодородного  слоя  и  подстилающей  породы  со  всей  поверхности  почвы  и 
линейную – смыв почвы и подстилающей породы по определенной линии.