ВОПРОС 5. радикала в процессах радикальной самоочистки воды уча!

–. Кроме перекисного

радикала в процессах радикальной самоочистки воды уча!

ствуют и другие радикалы, например продукты гомоли!

тического разрыва ковалентных связей в молекулах ор!

ганических растворителей, часто попадающих в водоемы

со стоками. Но одним из наиболее активных является

супероксид анион!радикал.O2

–. Его цикл — один из важ!

нейших, определяющих состояние водоема

Он

регулирует концентрацию и окислителей, и восстанови!

телей, в том числе поллютантов.

Его образование мы неоднократ!

но наблюдали в различных процес!

сах, например:

 

Рассмотрим важнейшие реак!

ции с участием супероксид анион!

радикала:

1. Реакции с ионами перемен!

ной валентности, например:

– 2+ +

2 2

– + + 2+

2 22

O +Cu Cu +O, pH=7,

O +Cu +2H Cu +H O, pH 7.

 

 

2. Реакции с донорами водорода (фенолами, аминами,

спиртами и пр.):

– – – –

_O2 +RH __R +HO2

4. Реакции с оксидами азота, например:

– –

_O2 +NO2 _NO2 +O2.

5. Реакции дисмутации (диспропорционирования),

протекающие с участием катализаторов, например:

– +

2_O2 +2H _O2 +H2O2.

 

3. Одним из важнейших показателей способности водоема к самоочищению является соотношение форм азота. Резервуаром азота в биосфере является атмосфера. В результате ряда превращений он переходит в форму, участвующую в образовании аминокислот и протеинов. Рассмотрим динамику форм азота в водоеме. В природных водах содержание ионов аммония не превышает 0,1 мг/л, нитрит ионов - 0,001-0,01 мг/л и нитрат ионов 0,01-0,5 мг/л. Это соотношение меняется по сезонам года: летом нитрат ионы составляют сотые доли мг/л, осенью и зимой - несколько десятых мг/л, что объясняется значительным употреблением нитратов растениями.

В результате загрязнения водоемов хозяйственно-бытовыми стоками количество азота в воде по сравнению с природным его содержанием может возрастать в сотни и тысячи раз. Например, по данным профессора Н.С. Строганова, для водоемов, в которые поступали бытовые стоки, содержание азота аммонийных солей составляло примерно 84 мг/л. Превращение разных форм азота осуществляется в водоеме различными микроорганизмами. Указанные процессы четко прослеживаются на схеме, представленной на рис.

 

Рис. 8.1. Превращение форм азота в водоеме (по М.М. Телитченко и К.А. Кокину)

Аммиак накапливается в воде в процессе дезаминирования в результате протеолиза белков растительного и животного происхождения, осуществляемого гетеротрофными (аммонифицирующими) бактериями в аэробных и анаэробных условиях и вследствие автолиза клеток. Затем аммиак окисляется микроорганизмами до нитратов - основы питания растений. Этот процесс называется нитрификацией. Микроорганизмы нитрификаторы были открыты Виноградским в 1880 году.

Процесс нитрификации протекает в две фазы в аэробных условиях и осуществляется двумя группами бактерий.

Первая (р.Nitrosomonas) характеризуется способностью окислять аммиак до нитритов:

NH3 + O2 + CO2 → HNO2 + [CH2O] - органическое вещество.

Вторая (р.Nitrobacter):

HNO2 + O2 + CO2 → HNO3 + [CH2O] - органическое вещество до нитратов. Энергия, выделенная при окислении аммиака и нитритов, используется нитрификаторами для ассимиляции углекислого газа и других процессов жизнедеятельности. Таким образом гнилостные бактерии и нитрификаторы осуществляют процесс самоочищения водоема.

Все микроорганизмы, накапливающие азот, способствуют евтрофикации водоема, что бывает нежелательно для водопользователей. Евтрофикация - это повышение биопродуктивности водоема в результате накопления в воде биогенных веществ под воздействием природных и, главным образом, антропогенных факторов. В результате усиленного развития в водном объекте растений и микроорганизмов и затем их гибели ухудшаются физико-химические свойства воды: уменьшается ее прозрачность, вода приобретает зеленый или желто-бурый цвет, появляется неприятный вкус и запах, повышаются значения рН, в осадок выпадает карбонат кальция и гидроксид магния, наблюдается дефицит кислорода и возникают заморные явления.

Восстановление нитратов в анаэробных условиях осуществляет в водоеме весьма неоднородная в физиологическом отношении группа микроорганизмов денитрификаторов. Однако общим для них является способность использования в анаэробных условиях нитрат-иона в качестве конечного акцептора электронов при окислении разных органических субстратов и молекулярного водорода:

[CH₂O] + NO₃ ^- → N₂ + CO₂;

[CH₂O] + NO₃^- → NH₃ + CO₂.

В процессе денитрификации нитраты восстанавливаются до аммиака или молекулярного азота. В водоемах, предназначенных для водопользования, это не страшно, в рыбохозяйственных - нежелательно, так как это обедняет их связанным азотом, доступным для растений и микроорганизмов. Процессу денитрификации препятствует наличие растворенного кислорода. По наличию в водоеме азота в той или иной форме можно судить о степени органического загрязнения вод и об интенсивности их самоочищения. Присутствие в воде ионов аммония и нитритов часто является признаком недавнего загрязнения, а нитрат ионов - признаком более раннего загрязнения воды.

В отличие от азота круговорот фосфора является односторонней системой с движением из литосферы в гидросферу, а в ней - в осадки. Но при увеличении сброса фосфорсодержащих отходов воды становятся насыщенными по фосфатам и последствия этого явления до сих пор неясны из-за сложности определения скорости гидролиза конденсированных полифосфатов.

Существенную роль в развитии евтрофикации водоемов играет сельское хозяйство. Смываемые с почвы и поступающие в водоемы и подземные воды минеральные удобрения и отходы животноводства нарушают природное равновесие существующих экосистем, приводят к бурному росту водорослей, что вызывает зарастание каналов, рек, озер, водохранилищ, особенно слабопроточных, приводит к гибели водоемов, превращая их в болото.

Большой вред приносят смываемые с полей, орошаемых массивов, лесных почв пестициды, которые не поддаются биологическому распаду и сохраняются на протяжении многих лет в пресной и морской воде. Они вызывают гибель обитателей водоемов на ранних стадиях развития, различные мутации и вырождение особей. Особенно опасны хлорорганические пестициды, обладающие наибольшей способностью накапливаться в организме гидробионтов, что может приводить к летальному исходу. Большинство фосфороорганических пестицидов накапливаются в воде и рыбе в незначительных количествах. Разложение пестицидов под действием микроорганизмов в донных отложениях происходит наиболее быстро в тех случаях, когда образуются гидрофильные метаболиты.

Сточные воды металлургических, химических, машиностроительных и других предприятий загрязняют водоемы солями тяжелых металлов, травильными растворами, железом, цинком и другими неорганическими веществами, многие из которых являются сильнейшими ядами. Тяжелые металлы (Pb, Hg, Zn, Cu, Cd, Ni, Co, Sn, Cr) и другие токсичные вещества прогрессивно накапливаются в пищевых цепях, конечным звеном которых является человек. Высокотоксичны - кадмий и цинк, содержащиеся в сбросных водах предприятий, занимающихся гальванизацией, а также заводов по выплавке цветных металлов, где эти металлы сбрасываются вместе со свинцом и медью. Внушают опасения такие элементы, как селен, мышьяк, сурьма, ртуть и висмут. Металлическая ртуть малотоксична, в то время как метиловая ртуть - сильнейший яд. Всемирно печальную известность приобрело отравление японцев, питавшихся рыбой из залива Минамата, в который химический комбинат долгие годы сбрасывал отходы, содержавшие метиловую ртуть. Развившаяся у них болезнь, названная «минамата», привела к заболеванию около 300 человек, из которых 59 умерло.

В организм водных животных металлы попадают в основном с пищей.

Для водных растений - через поверхность, путем непосредственного проникновения в ткани. Токсичность металлов зависит от концентрации, продолжительности действия, температуры, насыщенности воды кислородом и других факторов. Особенности токсического действия металлов заключаются в их универсальном влиянии на живые организмы как общеплазматических ядов и способности к образованию комплексов с компонентами клеток, белков, аминокислот и других радикалов. Действие тяжелых металлов обусловлено денатурирующим эффектом на ткани, клетки, белки, заключающимся в нарушении структуры коллоидных систем, осаждении белков, в связывании и блокировании активных центров ферментов. В результате отравления тяжелыми металлами нарушается проницаемость оболочек клеток крови. Это доказано на примере действия свинца, при отравлении которым эритроциты становятся проницаемы для калия. Образующиеся при попадании в организм трудно растворимые гидроксиды, фосфаты, альбуминаты или стойкие комплексы с тяжелыми металлами плохо всасываются из желудочно-кишечного тракта и способны откладываться в органах и тканях, избирательно органах и тканях, избирательно накапливаясь в них. Например, в почках отмечено высокое содержание ртути, в эритроцитах - свинца, хрома, мышьяка и селена. В ионизированном состоянии металлы преимущественно депонируются в костной ткани (кадмий вызывает искривление и деформацию костей, сопровождающиеся сильными болями).

Большую опасность представляют загрязнения вод радиоактивными веществами. В результате сбрасывания радиоактивных отходов повысилась радиоактивность Ирландского моря и прилегающего района Атлантического океана, Тихоокеанского побережья США и других районов океана.

Особым видом загрязнения водоемов является «тепловое» загрязнение, вызываемое сбросом в них подогретой воды, используемой для охлаждения турбин ТЭЦ и других целей. Немаловажную проблему создало сбрасывание в водоемы нагретых производственных вод с температурой 35-37° С. Вследствие этого температура у мест сброса на большой площади повышается на несколько градусов, что приводит к гибели растительного и животного мира.

Серьезную угрозу для гидросферы таит в себе все возрастающее загрязнение Мирового океана нефтью. По имеющимся данным, в Мировой океан попадает около 1% транспортируемой нефти. Нефть и нефтепродукты попадают в моря и океаны с балластными и промывными водами судов, во время катастроф с танкерами, при авариях на морских нефтяных промыслах. Источники загрязнения нефтью мировых водоемов представлены в табл.

ВОПРОС 5.

ОРИЕНТИРОВАТЬ ЛИНИЮ – опр её напр-е относит-но её исходного напр-я, напр., м-на или оси Х сис-мы плоск прямоуг корд-т.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ И МАГНИТНЫЙ АЗИМУТЫ.

АЗИМУТ – угол, отсчит-ый от сев. напр-я географ (истин) мерид-на до заданного напр-я по ходу час стрелки.

МАГНИТНЫЙ АЗИМУТ – от сев направл. магнитного м-на -//-

(ГЕОДЕЗИЧ-Й АЗИМУТ – от сев напр геодезич м-на -//-)

(АСТРОНОМИЧ-Й АЗИМУТ – от сев напр астрономич м-на)

ЗНАЧЕНИЕ АЗИМУТА от 0 до 360 градусов

НА МЕСТНОСТИ: опр азимут заданного направ-я (астрономич метод). 1) измерить гор угол между направл-ем на небесное светило и зад-м напр-ем. 2) используя астрономич-й ежегодник опр азимут светила. 3) опр азимут з-го напр-я.

(δ)СКЛОНЕНИЕ МАГ-Й СТРЕЛКИ–угол на кот сев. конец маг стрелки отклоняется от напр-я истинного м-на.

ПОЛОЖИТЛЬНОЕ – отклонение к востоку (восточное, на право)

ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ – отклонение к западу (западное, на лево)

ФОРМУЛА, связывающая маг. азимут с географическим/истинным: А = Ам + δ

Ам измеряют буссолью. Точность несколько минут. Тк склонение м-й стрелки непостоянно. На территории РФ оно мен 15-20 ̊ а в р-нах маг-х аномалий (Курская) комп-ми вообще польз нельзя. Также склонение изменяется со временем (суточные, годовые и вековые изменения)

 

Nи Сев напр истинного м-на

Nм Сев напр маг м-на

No – напр-е паралл. осевому м-ну

. 7 – румб

угол между северным или южным направлением меридиана и определяемым направлением

8 – сближение меридианов

ВОПРОС 6 ОРИЕНТИРОВАНИЕ ЛИНИИ 7 – румб

.. ось Х паралл-на осевому м-ну. α - дирекционный угол

Истин. м-н – круг, прох через сев и юж истин полюса. Аи = α +8

Истин полюс – (-) перес-я оси вращ Земли с её поверх-ю

ОРИЕНТИРОВАТЬ ЛИНИЮ -опр её напр-е относит её исход-го напр

(сев напр маг м-на, или оси Х в сист-ме ППК)

ДИРЕКЦИОННЫЙ УГОЛ – угол м-ду зад-ным напр-ем и сев напр-ем осегого м-на (или линией паралл-ой ему).

СВЯЗЬ С АЗИМУТОМ. Картинка

СБЛИЖЕНИЕ МЕРЕДИАНОВ–угол м-ду сев направл геогр м-на и напр оси Х(т.е.линией паралл-ной ос-му м-ну)

ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ сближ-е – при отклон оси Х к востоку (налево)

ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ сближ-е – при отклон оси Х к западу (направо)

!!!!! М-ны паралл-ны только на экваторе, как маг, так и геогр!!!!!

ВОПРОС 7. ПРЯМАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА В СИСТЕМЕ ППК (плоских прямоуг-х корд-т).

ДАНО: корд-ты (-)и 1 + дирекц угол α + d_1-2. НАЙТИ: корд-ты (-)и 2.

РЕШЕНИЕ: δх = d*cos α; δy =d*sin α -> х2 = х₁+δх; у₂ = у₁ + δу

ВОПРОС 8. ПРЯМАЯ ГЕОДЕЗИЧ-Я ЗАДАЧА В СИСТ-МЕ ППК.

ДАНО: Х1, Y1; X2, Y2 НАЙТИ: d_1-2 + дирекц угол α_1-2

РЕШЕНИЕ: tgα = δy/ δx = y2-y1/ x2-x1 ->; α = arctg(δy/ δx) ->;0̊ ≤ α ≤ 360̊

d_1-2 = корень из (y2-y1)² + (x2-x1)²

ВОПРОС 9. ПЛАН И КАРТА.

ПЛАН – уменьшенное подобное изображение гор проекции небольшого уч-ка земли.

Для сост-я плана (-)и местности проецируют на уровенную пов-сть по направл-ю отвес линий.

Изза мал. площади уч-ка, отвес. линии почти паралл-е, а уров. Пов-сть можно рассматр-ть как пл-сть.

КАРТА - уменьшенное и обобщ-е изобр-е на плоскости всей земной пов-сти или знач-й её части.

Объекты местности проэцир на пов-сть земного эллипс-да, получ изобр переносят на пл-сть. Это невозможно выполнить без искаж-й. они определяются картографич проекцией

картографич проекция - закон перехода от геодезич координат к плоским.

Катографич проекции (ПО Х-РУ ИСКАЖЕНИЙ)

Равноугольные(конформные) – сохраняют без искажений углы и очертания малых объектов. В каждой точке по все напр-ям постоян. масштаб, но в разных ч-х карты он различен.

Равновеликие - не искажает площадей и сохраняет на всей карте единый масштаб, зато велико изменение углов.

Произвольные – имеются искажения углов и площадей, но в значит меньшей степени, чем в др проекц-х

(ПО ВИДУ СЕТКИ):

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ – линии параллелей и мер-нов изобр-ют взаимно перпендикулярными прямыми.

КОНИЧЕСКИЕ – изобр-е строится на боковой пов-сти конуса,сек-го З шар по 2м паралл-м, или касательного к нему. Вершина конуса леж на продолж-ии З оси. Параллели изображ-тся дугами концентр-х окр-й, м-ны их r-ми, углы между кот пропорц-ны разностям долгот.

АЗИМУТАЛЬНЫЕ – углы м-ду мередианами =ы разностям долгот.ъ

В РФ топогр. карты издают в попереч цилиндр проекции Гаусса – равноугольная проекция в кот осевой м-н зоны и экватор отраж-ы прямой лин-ей без искаж-й.

 

ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ МЕСТНОСТИ (ЦММ)

- логико-мат опис-е местности, хранимое на маг-х носит-х ввиде цифр-х кодов.

ЦИФРОВАЯ КАРТА – цифровая модель значит-го участка зем-й пов-сти, сформиров-я с учетом генерализации изобр-х объектов и принятой картограф-й проекцией.

ЭЛЕКТРОННАЯ КАРТА. – изобр-е местности на экране дисплея, получ-е на основе цифров-й карты.

МАСШТАБ – отношение длины отрезка на плане к длине гориз-й проекции соотв-го отр-ка на местности. (горизонтального проложения)

ЧИСЛЕННЫЙ - дробь у кот в числителе 1, а знаменатель показывает во сколько раз уменьшены гор-е расстоя-я местности при нанесении на план.

ИМЕНОВАННЫЙ – словесное описание («В 1м см 20 метров»)

ЛИНЕЙНЫЙ – (графический)

ПОПЕРЕЧНЫЙ. – масштаб ввиде номограммы(выгравирован на метеллич(масштаб-х). линейках.

Для планов масштабом 1: 5’000 и 1: 2’000 есть 2 вида разгравки – трапецевидная (рамки планов – парал-ли и м-ны) и прямоугольная(рамки плана совмещ с линиями сетки прямоуг корд-т). При ТРАПЕЦЕВИДНОЙ(1: 5’000), лист 1: 100’000 делят на 256 ч-й(16*16) -> F-21-66(87) 1: 2’000 - лист 1: 5’000 делят на 9 ч-й (3*3) и обозн буквой русс алфавита. F-21-66(87и)

ПРЯМОУГОЛЬНАЯ РАЗГРАВКА применяется д планов насел. пунк-в и уч-в пл-дью менее 20 кв км и планов 1: 1000 и 1: 500

При съемке отд уч-ка план мб составлен на листе нестандарт формата.

ВОПРОС 10. РАЗГРАВКА И НОМЕНКЛАТУРА ТОПОГРАФИЧ-Х КАРТ

МАСШТАБОМ ОТ 1: 1’000’000 ДО 1: 10’000

РАЗГРАВКА – деление листа карты 1го масш-ба на листы более крупного масш-ба.

Топографич карты издают на листах 40-50 см в основу разгравки карт положена карта 1: 1’000’000. Она издается на листах размерами 4 ̊ поширине и 6 ̊ по долготе. Листы, составл-е по направл-ю парал-й – РЯД,

по напр-ю меред-в – колонны. РЯДЫ обозначают заглав-ми буквами лат алфавита: А, B, C, D. КОЛОННЫ нумеруют араб цифрами от 1 до 60. -> каждый лист имеет свой номер и литеру. Напр: F-21

Для создания карт 1: 500’000 лист 4 ̊ на 6 ̊ меридианом и параллелью делят на 4 части, обозначая их прописными буквами а, б, в, г. Напр: А-23-г

Для создания карт 1: 200’000 лист(F-21) делят на 36 листов, нумеруя их римскими цифрами. (F-21-I)

Для создания карт 1: 100’000 лист(F-21) делят по широте и долготе на 12 частей (144листа), нумеруя их арабскими цифрами по строкам слева на право (F-21-66)

Для созд карт 1: 50’000, (F-21-66-a) -> 1: 25’000 (F-21-66-a-1) -> 1: 10’000 (F-21-66-а-1-г) происходит делением предыдущей на 4 части

ВОПРОС 11. СИСТЕМА ВЫСОТ.

УРОВЕННАЯ ПОВ-СТЬ – пов-сть в каждой (-)е перп-я отвесной линии.

Любая пов-сть паралл-я пов-сти Геоида – уровенная пов-сть.

ВЫСОТА(-)И – рас-е по отвес линии до уров пов-сти, прин за начало отсчета высот.

АБСОЛЮТНАЯ ВЫСОТА – расстояние по направлению отвесной линии до пов-сти геоида. (основ ур-й пов-сти).

УСЛОВНАЯ (ОТНОСИТ-Я) ВЫСОТА – расс-е до (-)и на произвольной уровенной пов-сти.

ГЕОДЕЗИЧ-Я ВЫСОТА – высота от пов-сти замного эллипсоида.

НО ЕСЛИ ТОЧНЕЕ: надо использовать расстояния от квазигеоида, вспомогательная пов-сть, близкая к Геоиду, но доступная для точного определения. (нормальные высоты)

ОТМЕТКА – численное знач-е высоты

БАЛТИЙСКАЯ СИСТЕМА ВЫСОТ – принята в Росии. Счет высот ведется от уровенной пов-сти, прох-й через нуль Кронштадского футштока.

ПРЕВЫШЕНИЕ – разность высот 2х точек

НИВЕЛИРОВАНИЕ – измерение превышений и послед-е вычисл-е высот (-)к.

ВОПРОС 12. РЕЛЬЕФ

РЕЛЬЕФ – совокупность неровностей З пов-сти

ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ – Гора (+) – возвышенность, холм, курган, сопка.

К отловина (–) = впадина - понижение в пределах суши, дна морей и океанов.

Лощина – низко расположенная долина.