XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Очень важно изучать и контролировать круговорот серы, особенно в антропогенных сообществах, потому что, небольшой сбой в какой- либо части цикла может привести к серьезным последствиям: сильным химическим загрязнениям почв, выпадению кислотных осадков и истощению природных ресурсов, это говорит об актуальности данной работы.

Противоречие состоит в том, что в науке и практике накоплено много сведений о значении серы в природе и жизнедеятельности человека, однако отсутствуют, либо недостаточно освещены вопросы контроля круговорота серы, особенно в антропогенных сообществах, потому что, небольшой сбой в какой - либо части цикла, может привести к серьёзным последствиям: сильным химическим загрязнениям почв, выпадению кислотных дождей, и истощению природных ресурсов.

Проблема – каким образом можно избежать серьёзных последствий нарушения круговорота серы?

Объект исследования: биогеохимический круговорот серы.

Предмет исследования: проблема исчерпания серосодержащих минералов в недрах земной коры.

Цель работы: теоретические обоснование остроты проблемы возникшей при исчерпании в природе серосодержащих соединений.

Задачи:

1.Провести анализ круговорота серы и ее роли в биосфере.

2. Обосновать экологические проблемы серы и серосодержащего сырья.

3.Разработать сценарий события при истощении серосодержащих соединений в земной коре.

Гипотезой выступает следующее: истощение серосодержащих соединений в недрах Земли, может привести к серьезным последствиям и проблемам.

Методы исследования, применяемые при написании работы: сравнительный метод, анализ, обобщение.

Сера – это один из главных макроэлементов, которые необходимы нашему организму. Сера является минералом красоты, ведь при ее недостатке могут возникнуть проблемы с покровной системой организма. Так же, без серы не может обойтись и организм человека в целом. Сера составляет одну четвертую нашего организма, и является главной составной частью клеток и тканей нервной, костной, хрящевой покровной систем.

Сера представляет огромное значение для химических и биохимических геологических процессов. В живых организмах объем серы примерно равен 0,05%, в золе растительных сообществ 5%.

Содержание серы в атмосферы невысокое. В основном, это сероводород и диоксид серы, Диоксид серы (SO₂) это почти 95% от всех техногенных выбросов серосодержащих веществ в атмосферный воздух. Двуокись серы (SO₂) попадает в воздух в основном от электростанций, содержится так же в выхлопных газах автомобилей с дизельными двигателями.

При сгорании нефтепродуктов SO₂ образуется гораздо меньше, чем при сгорании угля, кроме того, источником поступления в атмосферу SO₂ является металлургическая промышленность (переработка сульфидных руд меди, свинца и цинка), а так же предприятия по переработке нефти и др.

У человека вызывает заболевания верхних дыхательных путей, слизистую, причиняет огромный вред биоценозам. Оказывает разрушительное действие, даже на архитектурные памятники и скульптуры из природного камня и бетона.

В виду сульфат ионов (SO₂) сера размещена в гидросфере, циклические процессы, которые связанные с превращением серы, идут водной оболочке Земли. Вода попадает в различные слои почвы, горные породы, унося из них растворимые соединения серы, в виде сульфат ионов , мигрируя из одного места в другое.

В варианте простого вещества (самородная сера) и в составе множества минералов сульфидов, и сульфатов металлов, элемент существует в литосфере. Помимо этого, соединения серы есть в углях, сланцах нефти, природном газе. Элемент постоянно находится в организмах животных и растений, т.к. он входит в состав многих аминокислот, например : СuS,Na₂SO₄ и др.

Источником серы в далеком прошлом служили продукты извержения вулканов, которые содержали в своем составе SO₂, и H₂S.

Основной источник для получения серы – ее месторождения. В целом во всем мире насчитывается 1,4 млрд. т запасов этого вещества. Ее добывают как при открытом и подземном способе выработки, так и с помощью выплавки из недр Земли.

Из литосферы, она попадает в почву в результате естественного разложения серосодержащих горных минералов ( в частности, серного и медного колчеданов) вместе с атмосферными осадками, а так же при разложении природных органических веществ.

Растения усваивают раствор сульфатов в воде, и таким образом сера попадает в состав белков.

Животные получают серу, входящую в состав готовых органических соединений, с пищей, в наземных экосистемах, сера возвращается в почву при отмирании растений, захватывается микроорганизмами, которые восстанавливают ее до H₂S.

Диоксид серы может подавлять процесс фотосинтеза, а при взаимодействии с водой атмосферы, образовывая сернистую кислоту, увеличивая кислотность осадков.

В почве круговорот серы осуществляется в основном, за счет широкого спектра бактерий. Среди них имеются как бактерии, восстанавливающие соединения серы до сероводорода, так и аэробные микроорганизмы, окисляющие соединения серы органических остатков до сульфатов. Сульфаты поглощаются растениями и вновь попадают в круговорот. Перемещения растворимых в воде соединений серы происходит при выветривании коры из литосферы в гидросферу с речным стоком. Ранее, около 200 лет назад, элемент динамично используется в сельском хозяйстве. Элемент признан важным компонентом с целью питания растений ( один из основных, наравне с фосфором, магнием, кальцием и др.,) в разных объемах имеется в составе удобрения.

Активная помощь организму в борьбе с опасными бактериями, поддержание необходимого уровня свертывания крови, содействие усвоению полезных веществ, создание барьера для токсинов, радиации и других опасных воздействий. Благодаря этим, и многим другим примечательным свойствам, сера и ее соединения получили очень широкое применение.

На сегодняшний день, сера – это один из важнейших элементов периодических систем. Велико значение серы и ее соединений в производстве бумаги, резины, спичек, тканей и лекарств, косметики, пластмассы, взрывчатки, краски, удобрений и ядохимикатов и т.д. Сложно представить как мы будем обходиться без всего этого, ведь практически каждый день, в быту и не только, мы пользуемся вещами и веществами, в состав которых входит сера.

А ведь, нерациональное использование серосодержащих соединений в земной коре, может привести к истощению недр.

А причинами тому может выступать:

1. неравномерное размещение ресурсов;

2. увеличение объема добычи, вследствие роста населения;

3.потери полезных ископаемых при добыче, транспортировке, в результате неправильной технологи либо ее отсутствии, по извлечению сопутствующих компонентов из горной породы.

Если происходит истощение недр, то возникают экологические последствия разработки недр:

1. изменение рельефа (возникают отвалы и карьеры);

2. происходит активация опасных геологических процессов (карсты, оползни), оседание и сдвиг горных пород;

3. газохимическое загрязнение и механическое разрушение почв;

4. загрязнение атмосферного воздуха пылью, выбросами метана, серы, оксидов углерода из горных выработок;

5. нарушение мест обитания животных и произрастания растений.

Если происходит изменение рельефа (возникновение отвалов и карьеров) то происходит:

• нарушения природного ландшафта земной поверхности и равновесного инженерно-геологического состояния горных пород;

• засоление грунтов и вод;

• пылегазовое загрязнение атмосферы и т.д.

Если происходит химическое загрязнение и механическое нарушение почв, следовательно, ухудшается плодородие и уменьшается объемы урожая, уменьшается численность микроорганизмов населяющих почвенный слой, исчезает растительный покров.

Решение проблем, связанных с использованием природных ресурсов, можно объединить в следующие группы:

– эффективное использование имеющихся природных ресурсов;

– разработка наукоемких видов продукции и технологий в использовании природных ресурсов;

– ликвидация и предотвращение ущерба в результате негативных проявлений природопользования;

– охрана и воспроизводство природных ресурсов.

Все процессы природы находятся в закономерной связи и развитии. Любое нарушение этих связей, разрыв их порождают негативные явления, с которыми сталкивается как отдельный человек, так и все общество в целом.

Гипотеза подтверждена, ведь при постоянном и нерациональном использовании серы и ее компонентов, возникает множество экологических проблем, таких как: изменение рельефа, оседание и сдвиг горных пород, химическое загрязнение и механическое нарушение почв, загрязнение атмосферы пылью, нарушение мест обитания животных и произрастания растений и т.д.

Цель, которая была преследована: теоретическое обоснование остроты проблемы, возникшей при исчерпании в природе серосодержащих соединений, достигнута.

В данной работе отражены проблемы, которые возникают и могут возникнуть при исчерпании и нерациональном использовании серосодержащих соединений.

Задачами в данной работе послужили: провести анализ круговорота серы и ее роли в биосфере, обосновать экологические проблемы при истощении недр и разработать сценарий события при истощении серосодержащих соединений в земной коре.

При написании работы, был проведен подробный анализ круговорота серы в биогеоценозе, были выдвинуты и рассмотрены экологические проблемы и разработан сценарий последствий истощения и серы и ее соединений из недр Земли.

Значение: систематизация, закрепление и углубление знаний, касаемо: биохимического круговорота серы, экологических проблем при истощении серы в недрах Земли.

Код для цитирования: Скопировать