Розділ «ГЛАВА 2. ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ»

Широко розповсюдженим природним процесом є радіоактивне випромінювання - перетворення нестійких ізотопів хімічного елемента в інші ізотопи, що супроводжуються випромінюванням елементарних часток чи ядер, а також жорстким електромагнітним гама-випромінюванням. Відомо біля 50 природних радіоактивних ізотопів, серед яких лише ізотопи урану і торію мають період напіврозпаду, який вимірюється геологічним часом. Усі інші природні ізотопи називають вторинними, бо їх запас постійно поповнюється за рахунок розпаду довготривалих. Природний радіаційний фон створюється випромінюванням радіоактивних речовин на поверхні землі, в приземній атмосфері, у воді, в рослинах і тваринах. Головним джерелом надходження у навколишнє середовище природних радіоактивних речовин є гірські породи.

Одним з найбільших чудес природи є процес утворення органічної речовини - процес фотосинтезу, коли зелена суходольна чи водна рослина створює свою біомасу за рахунок світлової енергії Сонця (к = 380-710 нм), воли та вуглекислого газу згідно з залежністю (7)

Протягом року "середня" рослина (в розрахунку на один кілограм сухої речовини) поглинає 5,4 мегаджоулів сонячної енергії, споживає в процесі фотосинтезу 0,5 кілограма вуглекислого газу і 150 грамів води, виділяє 350 храмів кисню й утворює 300 грамів органічної речовини. Для "дихання" рослини, яке відбувається вночі паралельно з денним фотосинтезом, використовується 230 грамів кисню, 200 грамів органічної речовини, яка окислюється з утворенням 330 грамів вуглекислого газу та 100 грамів води і зі звільненням 3,6 мегаджоуля енергії, яка використовується для фізіологічних потреб рослини. Таким чином, біологічний "врожай" складає 100 ірамів органічної речовини, що дорівнює десяти відсоткам збільшення початкової біомаси, та 120 грамів кисню.

Активність фотосинтезу протягом дня міняється: при рожево-сутінковому світлі (вранці, ввечері, при невеликій хмарності) вона максимальна. Коли Сонце у зеніті - процеси уповільнюються і навіть можуть припинятись.

Вміст енергії в біомасі, накопиченої в процесі фотосинтезу, залежить від виду біомаси і складає за рік (кілоджоулів на квадратний метр): рослинність боліт — 35; рівнинний ліс середньої полоси - 20; луки та пасовища - 12; рослини на обробленому ґрунті - 11; тайга -10; рослинність в озерах і ріках - 10.

Ефективність використання теплових променів у процесі фотосинтезу невисока. Теоретично - це 15 відсотків, практично - 1 (зернові культури), 2 (цукрова тростина - одна з найбільш продуктивних рослин) відсотки.

Для живої природи одним з найголовніших процесів є процес живлення, за особливостями якого організм класифікується таким чином.

Автогроф - організм (зелена рослина), який утворює речовину свого тіла з неорганічних складових та забезпечує обмін речовин, використовуючи енергію Сонця (геліотроф чи фототроф) або енергію, яка вивільняється при хімічних реакціях (хемотроф) окислення аміаку, сірководню і інших речовин, наявних у воді, фунті і підґрунті. Автотрофи ще називають продуцентами, бо вони синтезують (продукують) органічну речовину за рахунок неорганічних сполук.

Гетеротроф - організм, який живиться готовими органічними речовинами і не здатний синтезувати органічну речовину з неорганічної. Ці організми ще називають консументами (на відміну віл продуцентів). Консументи можуть бути первинними (1-го порядку), якщо вживають рослинну їжу, вторинними (2-го порядку) - які вживають тварин, та мікроконсументами, або редуцентами (головним чином бактерії та гриби), - це ті, що руйнують мертві тіла, живляться частиною продуктів розпаду і вивільняють неорганічні біогенні речовини, які використовують рослини.

Мезотроф - організм, який, у залежності від умов живиться як автотроф чи як гетеротроф.

У свою чергу, кожну з цих груп можна ділити на більш дрібні, кожна з яких має свої особливості в процесі живлення. Наприклад, існують гетеротрофні бактерії, які споживають метан, котрий для більшості живих організмів є отрутою.

Після відмирання живої речовини відбуваються процеси її розкладу двох типів - окислення і бродіння. Окислення відбувається при наявності кисню і описується залежністю (7) у зворотному напрямку (справа наліво) з виділенням теплоти, СО2 і Н2О. У випадку, коли кисень відсутній, відбувається процес бродіння з виділенням вуглекислого газу і водню Ні (водневе бродіння), або метану СН4 (метанове бродіння), або спирту С2Н5ОН (спиртове бродіння).

Контрольні запитання і завдання

1. Виконати необхідні розрахунки і графічно побудувати епюру швидкості руху повітря в атмосферному фронті постійної енергії висотою до 10 кілометрів, якщо швидкість над земною поверхнею дорівнює 10м/с.

2. Наскільки зміниться температура повітря в кімнаті розмірами 6*5*3 метри за рахунок охолодження 200 літрів води на 50 градусів?

3. В чому причина суховіїв?

4. Запишіть реакції утворення кисню, водню і озону в атмосфері.

5. Дайте характеристику озоновому прошарку

6. Перелічіть причини руху водних мас.

7. Визначити ширину річки, стік якої дорівнює 50 м3/с при швидкості 1 м/с, якщо середня глибина річки 2 метри.