13. Понятие и строение литосферы. Влияние деятельности человека на литосферу. Вероятные последствия.

Литосфера — это твердая внешняя оболочка Земли, земная кора.

Мощность Земной коры под океаном — 5 - 20 км; под континентом — 70 км. В литосфере выделяют массив горных пород, земную поверхность и почвы.

Почва — это рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай растений. Важ­нейшее свойство почвы — ее плодородие, которое определяется физическими и химическими свойства­ми почвы. Почва — трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет собой продукт физического, химическо­го и биологического преобразования горных пород, т.е. формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. Сама почва постоянно развивается и изменяется, вслед­ствие чего существует большое разнообразие ее типов. В результате перемещения или превращения ве­щества почва расчленяется на отдельные слои, или горизонты, сочетание которых представляет профиль почвы. Во всех типах почв самый верхний горизонт имеет более или менее темный цвет, зависящий от количества органического вещества. Этот горизонт называется гумусовым или перегнойно-аккумулятив­ным. Он может иметь зернистую, комковатую или слоистую структуру. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы, т.к. в нем осуществля­ются сложные обменные процессы, в результате которых образуются элементы питания растений. Выше гумусового горизонта иногда располагает­ся подстилка или дерн, состоящий из разлагающихся растительных остатков и способствующий накопле­нию влаги и питательных веществ в почве, а также влияющий на тепловой и воздушный режимы почвы. Под гумусовым горизонтом обычно залегает ма­лоплодородный подзолистый горизонт вымывания (в черноземных и темных почвах этот горизонт отсут­ствует). Еще глубже расположен иллювиальный горизонт (горизонт вмывания), в него вмываются и в нем накапливаются минеральные и органические ве­щества из вышележащих горизонтов. Еще ниже залегает материнская горная подстилающая порода, на которой формируется почва. Все горизонты представляют собой смесь органи­ческих и минеральных элементов. Свыше 50% минерального состава почвы прихо­дится на кремнезем ( Si0₂), около 1 - 25% — на глинозем ( Al₂O₃), 1 - 10% — на оксиды железа (Fe₂O₃), 0,1 - 5% — на оксиды магния, калия, фосфора, кальция (Mg0, К₂О, P₂0₅, Са0). Органические вещества, поступающие в почву с растительным опадом, включают углеводы (лигнин, целлюлоза, гемицеллюлоза), белковые ве­щества, жиры, а также конечные продукты обмена у растений — воск, смолы, дубильные вещества. Органи­ческие остатки в почве разрушаются (минерализуются) с образованием более простых (вода, диоксид углерода, аммиак и др.) веществ или превращаются в более сложные соединения — перегной, или гумус. Одна из наиболее важных характеристик почвы — ее механический состав, т.е. содержание частиц раз­ной величины. Установлены четыре градации механического состава: песок, супесь, суглинок и гли­на. От механического состава почвы зависят ее водопроницаемость, способность удерживать влагу, проникновение в нее корней растений и др. Кроме того, каждая почва характеризуется плотностью, тепловы­ми и водными свойствами. Большое значение для почвы имеет аэрация, т.е. ее насыщенность воздухом и способность к такому насыщению. Химические свойства почвы зависят от содержа­ния минеральных веществ, которые находятся в ней в виде растворенных ионов. Некоторые ионы являются для растений токсичными, другие — жизненно необхо­димыми. Концентрация ионов водорода (рН) в среднем близка к нейтральному значению. Флора таких почв особенно богата видами. В известковых (рН 8) и засо­ленных почвах (рН 4) развивается только специфическая растительность. Обитающее в почве множество видов растительных и животных организ­мов активно влияет на ее физико-химические характеристики.

Техногенное воздействие человека захватывает верхнюю часть земной коры, которая рассматривается как геологическая среда, т. е. среда, развиваемая человеком (тоннели, шахты, подземные этажи крупных городов, метро и т. д.).

Взаимодействие человека с литосферой осуществляется следующим образом:

Разработка богатых и крупных месторождений полезных ископаемых, что ведет к истощению минеральных запасов

Изменение рельефа земной поверхности, вследствие искусственного, изменения естественных ландшафтов.

Изменение баланса веществ в верхней части литосферы и на ее поверхности вследствие антропогенного загрязнения атмосферы, почвы и т. д.

Изменение состояния (режима, качества, распределения) наземной и подземной гидросферы (гидротехнические сооружения и др.).

Нарушение геостатического поля в верхней части литосферы.

Изменения водно-теплового баланса земной поверхности.

Изменение свойств горных пород в результате строительства и эксплуатации инженерных сооружений.

Геофизические изменения, т. е. возникновение в литосфере различных наведенных физических полей (блуждающие токи — электрические токи, протекающие в земле при использовании ее в качестве токопроводящей среды), что приводит к коррозии металлических предметов в земле и их разрушению; сейсмические, акустические волны, электромагнитные поля и т. д.

Важнейшей проблемой современного мира являются захоронения в литосфере особо опасных, опасных и вредных отходов гражданского, химического и военного производств. Так, на территории России оказалось больше 50 % химических захоронений бывшего СССР. На территории России имеется значительное количество хранилищ отработанного топлива АЭС, которые не всегда содержатся в должном состоянии.

В России ежегодно образуется порядка 4,5 млрд т различных отходов, из которых 29 млн т относится к разряду не утилизируемых.

Общее количество всех видов отходов в России составляет около 80 млрд т, а под складирование используется свыше 250 тыс. га земельной площади. Эти отходы, способные вызвать отравления живых организмов, представляют собой отходы промышленных производств, неиспользованные в сельском хозяйстве ядохимикаты и т. д.

В связи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения промышленных отходов широко распространена практика направления их в места несанкционированного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды и литосферы. Из этих отходов в результате внешнего воздействия происходит вымывание токсичных веществ и загрязнение грунтовых вод. Проходя через необработанные отходы, вода образует ядовитый фильтрат, в составе которого остатки разлагающихся организмов, различные красители, моющие средства, тяжелые металлы.

Еще одна проблема, связанная с механическим фактором — образование биогаза, так как разложение захороненного мусора происходит анаэробно, без кислорода с образованием углекислого газа и метана. Распространяясь вверх, биогазы повреждают корни растений, способствуют эрозии почвы.

14. Принципы оценки качества воды. Особенности нормирования.