|
Àòìîñôåðà – íàèáîëåå ëåãêàÿ îáîëî÷êà Çåìëè, êîòîðàÿ ãðàíè÷èò ñ êîñìè÷åñêèì ïðîñòðàíñòâîì; ÷åðåç àòìîñôåðó îñóùåñòâëÿåòñÿ îáìåí âåùåñòâà è ýíåðãèè ñ êîñìîñîì.
Ñîâðåìåííàÿ çåìíàÿ àòìîñôåðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìíîãîêîìïîíåíòíóþ âîçäóøíóþ îáîëî÷êó Çåìëè ñ ìàññîé ìåíåå 10-6 îò ìàññû Çåìëè.
Îñíîâíîé ãðóïïîé êîìïîíåíòîâ àòìîñôåðû ÿâëÿåòñÿ ìåõàíè÷åñêàÿ ñìåñü ãàçîâ â àòîìàðíîì, ìîëåêóëÿðíîì èëè êëàñòåðíîì ñîñòîÿíèÿõ. Àòìîñôåðíûå ãàçû â óñëîâèÿõ çåìíîé àòìîñôåðû íàõîäÿòñÿ êàê â íåéòðàëüíîì, òàê è â èîíèçèðîâàííîì ñîñòîÿíèè. Ñîâðåìåííàÿ àòìîñôåðà ÿâëÿåòñÿ àçîòíî-êèñëîðîäíîé, òàê êàê îáúåìíîå ñîäåðæàíèå íåéòðàëüíûõ ìîëåêóë àçîòà N2 (78%) è êèñëîðîäà Î2 (21%) â íèæíèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû ÿâëÿåòñÿ ïîäàâëÿþùèì. Òåì íå ìåíåå ôóíêöèîíàëüíàÿ ðîëü ìíîãèõ äðóãèõ àòìîñôåðíûõ ãàçîâ îñòàåòñÿ ñòîëü áîëüøîé, ÷òî èõ òàêæå îòíîñÿò ê ÷èñëó îñíîâíûõ ãàçîâ.  ýòî ÷èñëî âõîäÿò âîäÿíîé ïàð, óãëåêèñëûé ãàç ÑÎ2, îçîí Î3. Äðóãèå àòìîñôåðíûå ãàçû åñòåñòâåííîãî è èíäóñòðèàëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ïðèíÿòî íàçûâàòü ìàëûìè ãàçîâûìè ïðèìåñÿìè.
Âòîðîé âàæíîé ãðóïïîé êîìïîíåíòîâ àòìîñôåðû ÿâëÿþòñÿ àòìîñôåðíûå àýðîçîëè – âçâåøåííûå â âîçäóõå ÷àñòèöû òâåðäîãî òåëà èëè êàïåëü æèäêîñòè ïðèðîäíîãî è àíòðîïîãåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Àýðîçîëü ñ æèäêèìè (òóìàíû, îáëàêà) è òâåðäûìè ÷àñòèöàìè (ïûëü, äûìû, ñìîãè) ïîñòîÿííî ïðèñóòñòâóåò â àòìîñôåðå, íî âàðüèðóåò â øèðîêèõ ïðåäåëàõ ïî ðàçìåðàì (îò êëàñòåðîâ äî äîæäåâûõ êàïåëü) è ïî êîíöåíòðàöèè. Ýòè âàðèàöèè âûçûâàþòñÿ ïðîöåññàìè àýðîçîëåîáðàçîâàíèÿ è òðàíñôîðìàöèè àýðîçîëÿ êàê åñòåñòâåííîãî, òàê è èíäóñòðèàëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ.
Òðåòüþ âàæíóþ ãðóïïó àòìîñôåðíûõ êîìïîíåíòîâ ñîñòàâëÿþò ôèçè÷åñêèå ïîëÿ, ïîñòîÿííî ïðèñóòñòâóþùèå â àòìîñôåðå è îïðåäåëÿþùèå ìíîãèå ñâîéñòâà è ñòðóêòóðó çåìíîé àòìîñôåðû. Ïî çàìåòíîìó âëèÿíèþ íà àòìîñôåðíûå ïðîöåññû, à ÷åðåç íèõ èëè íåïîñðåäñòâåííî íà óñëîâèÿ æèçíè è õîçÿéñòâåííóþ äåÿòåëüíîñòü ÷åëîâåêà íà ïëàíåòå, ìîæíî âûäåëèòü:
Âñå êîìïîíåíòû çåìíîé àòìîñôåðû èìåþò íåîäíîðîäíîå ðàñïðåäåëåíèå âäîëü çåìíîé ïîâåðõíîñòè è ïî âûñîòå. Áîëåå òîãî, èçìåíÿþòñÿ îñíîâíûå ôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû ýòèõ êîìïîíåíòîâ, íåîäíîðîäíîñòü êîòîðûõ ïî âûñîòå âûðàæåíà áîëåå ÷åòêî, ÷åì ïî ãîðèçîíòàëè.
Âåðòèêàëüíàÿ ïðîòÿæåííîñòü àòìîñôåðû ïî íåêîòîðûì ôèçè÷åñêèì êîìïîíåíòàì äîõîäèò äî 60-70 òûñ. êì áåç ÷åòêîé âåðõíåé ãðàíèöû. Àòìîñôåðà ïîñòåïåííî ïåðåõîäèò â ìåæïëàíåòíóþ ñðåäó, íî åå îïðåäåëÿþùàÿ ìàññà ñîñðåäîòî÷åíà â òîíêîì ñëîå, ïðèëåãàþùåì ê çåìíîé ïîâåðõíîñòè. Ïðèìåðíî 50 % âñåé ìàññû àòìîñôåðû ñîäåðæèòñÿ â ñëîå äî âûñîòû 5 êì, 75 % - äî âûñîòû 10, 90 % - äî 16, 99% - äî 30 êì. Óáûâàíèå ìàññû àòìîñôåðû ñ ðîñòîì âûñîòû áëèçêî ê ýêñïîíåíöèàëüíîé çàâèñèìîñòè.  ñîòíè ðàç áûñòðåå ïî âåðòèêàëè, ÷åì ïî ãîðèçîíòàëè èçìåíÿþòñÿ è ìíîãèå äðóãèå ôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû. Ïîýòîìó ïðè ðàññìîòðåíèè âîïðîñîâ î ñòðîåíèè àòìîñôåðû íà ïåðâîå ìåñòî âûñòóïàåò íåîäíîðîäíîñòü åå ñâîéñòâ ïî âåðòèêàëè.
Èç ìíîãèõ ïðèçíàêîâ, íà îñíîâå êîòîðûõ àòìîñôåðó äåëÿò íà ñëîè (ñôåðû), íàèáîëåå óïîòðåáèòåëüíûì ÿâëÿåòñÿ èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû âîçäóõà â çàâèñèìîñòè îò âûñîòû.
Òðîïîñôåðà – íèæíèé ñëîé, ïðèìûêàþùèé ê ïîâåðõíîñòè Çåìëè (âûñîòà 9–17 êì).  íåì ñîñðåäîòî÷åíî îêîëî 80% ãàçîâîãî ñîñòàâà àòìîñôåðû è âåñü âîäÿíîé ïàð. Õàðàêòåðèçóåòñÿ ïàäåíèåì òåìïåðàòóðû â ñðåäíåì 6,5°Ñ íà 1 êì ïðè âîçìîæíûõ îòêëîíåíèÿõ äî 3°Ñ íà 1 êì â òó è äðóãóþ ñòîðîíó. Èìåííî â òðîïîñôåðå îáðàçóþòñÿ òóìàíû è âñå íàèáîëåå âàæíûå âèäû îáëàêîâ, ôîðìèðóþòñÿ îñàäêè, ãðîçîâàÿ äåÿòåëüíîñòü.  ïîëÿðíûõ è óìåðåííûõ øèðîòàõ âûñîòà òðîïîñôåðû äîñòèãàåò 8-12 êì, à â òðîïèêàõ 16-18 êì.
Ñòðàòîñôåðà – ñëåäóþùèé íàä òðîïîñôåðîé ñëîé àòìîñôåðû, â íèæíåé ÷àñòè êîòîðîãî òåìïåðàòóðà îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé è ðàâíîé ïðèìåðíî ìèíóñ 56°Ñ (äî âûñîòû îêîëî 20 êì), à çàòåì óâåëè÷èâàåòñÿ ñ âîçðàñòàþùèì (≈2,8° Ñ/êì) ãðàäèåíòîì äî îäèíàêîâîé è ðàâíîé ìèíóñ 2,5° Ñ äëÿ âñåõ øèðîò. Ðîñò òåìïåðàòóðó â âåðõíèõ ñëîÿõ ñòðàòîñôåðû îáóñëîâëåí ïîãëîùåíèåì óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ îçîíîì.
Ìåçîñôåðà – ñëåäóþùèé íàä ñòðàòîñôåðîé ñëîé àòìîñôåðû, â êîòîðîì òåìïåðàòóðà ïîíèæàåòñÿ ñ ãðàäèåíòîì îêîëî 3,5 °Ñ/êì è íà âûñîòå 80-95 êì ñîñòàâëÿåò â ñðåäíåì 88 °Ñ.  ýòîì ñëîå àòìîñôåðû, êàê è â áîëåå íèçêèõ, åùå äîìèíèðóþò ïðîöåññû òóðáóëåíòíîãî ïåðåìåøèâàíèÿ è çà ñ÷åò ýòîãî îòñóòñòâóþò ãðàâèòàöèîííîå ðàçäåëåíèå ëåãêèõ è òÿæåëûõ ãàçîâ.
Òåðìîñôåðà – ñëîé àòìîñôåðû íàä ìåçîñôåðîé. Òåìïåðàòóðà çäåñü ðàñòåò çà ñ÷åò ïîãëîùåíèÿ êîðîòêîâîëíîâîãî óëüòðàôèîëåòîâîãî ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ êèñëîðîäîì, êîòîðûé ïðè ýòîì äèññîöèèðóåò. Îñîáóþ ðîëü çäåñü íà÷èíàåò èãðàòü ìîëåêóëÿðíàÿ äèôôóçèÿ ãàçîâ â ïîëå òÿãîòåíèÿ è êàê ðåçóëüòàò – çíà÷èòåëüíîå èçìåíåíèå ñ ðîñòîì âûñîòû ñîîòíîøåíèÿ ëåãêèõ è òÿæåëûõ ãàçîâ. Çàìåòíîå âëèÿíèå íà òåðìîñôåðó â âûñîêèõ øèðîòàõ îêàçûâàåò è äèññèïàöèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè, ñâÿçàííàÿ ñî âçàèìîäåéñòâèåì ñîëíå÷íîãî âåòðà (ïîòîêîì ïëàçìû îò Ñîëíöà) è ìàãíèòíîãî ïîëÿ Çåìëè.
Ýêçîñôåðà – ñàìûé âåðõíèé è ðàçðÿæåííûé ñëîé àòìîñôåðû. Ïëîòíîñòü ãàçîâ â ýòîì ñëîå ñòîëü ìàëà, ÷òî ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì “óáåãàíèå” èç àòìîñôåðû íàèáîëåå ëåãêèõ ãàçîâ (âîäîðîäà è ãåëèÿ), îòäåëüíûå ìîëåêóëû êîòîðûõ èìåþò äëÿ ýòîãî äîñòàòî÷íûå ñêîðîñòè â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàñïðåäåëåíèåì Ìàêñâåëëà. ×àñòî ñ òî÷êè çðåíèÿ îñîáåííîñòåé ãàçîâîãî ñîñòàâà ýêçîñôåðà ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê âåðõíÿÿ ÷àñòü àòìîñôåðû. Ïðè òàêîì ïîäõîäå íèæíÿÿ ÷àñòü àòìîñôåðû, â êîòîðîé ïðîèñõîäèò ïîëíîå òóðáóëåíòíîå ïåðåìåøèâàíèå àçîâ è äîëÿ îñíîâíûõ (Î2 è N2) íå ìåíÿåòñÿ ñ ðîñòîì âûñîòû, íàçûâàåòñÿ ãîìîñôåðîé. Ñðåäíÿÿ ÷àñòü àòìîñôåðû, â êîòîðîé ïðîèñõîäèò äèôôóçèîííîå ðàçäåëåíèå ãàçîâ â ïîëå òÿãîòåíèÿ è ñ óâåëè÷åíèåì âûñîòû íà÷èíàþò äîìèíèðîâàòü áîëåå ëåãêèå ãàçû (ñíà÷àëà àòîìàðíûé êèñëîðîä, çàòåì ãåëèé è âîäîðîä), íàçûâàåòñÿ ãåòåðîñôåðîé.
Åùå îäíè âàæíûì ïðèçíàêîì, ïî êîòîðîìó â àòìîñôåðå âûäåëÿþòñÿ ñëîè, ÿâëÿþòñÿ çàðÿæåííûå êîìïîíåíòû. Ïîñëåäíèå ïî ðàçíûì ïðè÷èíàì ïðèñóòñòâóþò íà âñåõ âûñîòàõ, îáóñëàâëèâàÿ ýëåêòðîïðîâîäèìîñòü àòìîñôåðû, ãðîçîâûå è äðóãèå ÿâëåíèÿ àòìîñôåðíîãî ýëåêòðè÷åñòâà. Íî â âåðõíèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû âûäåëÿþòñÿ íåñêîëüêî ñëîåâ ïîâûøåííîé êîíöåíòðàöèè çàðÿæåííûõ ÷àñòèö (êîòîðûå ïðèíÿòî íàçûâàòü èîíîñôåðîé).
Ãëàâíûå àòìîñôåðíûå ïðîöåññû, êàê âíóòðåííèå, òàê è ïî âçàèìîäåéñòâèþ ñ âíåøíèìè ôàêòîðàìè, ÿâëÿþòñÿ ïðèçíàêàìè, ïîëîæåííûìè â îñíîâó ÷àñòî óïîòðåáëÿåìîãî â ëèòåðàòóðå äåëåíèÿ àòìîñôåðû ïî âûñîòå íà íèæíþþ (òðîïîñôåðó è ñòðàòîñôåðó), ñðåäíþþ è âåðõíþþ.
Íàêîíåö, îáëàñòü îêîëîçåìíîãî ïðîñòðàíñòâà, êîòîðàÿ ïîä äåéñòâèåì ìàãíèòíîãî ïîëÿ Çåìëè îáòåêàåòñÿ ñîëíå÷íûì âåòðîì è èìååò íåñôåðè÷åñêóþ ôîðìó, ÷àñòî ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ïðîäîëæåíèå àòìîñôåðû è íàçûâàåòñÿ ìàãíèòîñôåðîé Çåìëè.
2. Óñëîâèÿ ôîðìèðîâàíèÿ è òèïû ïî÷â
Ïî÷âà - îñîáîå ïðèðîäíîå îáðàçîâàíèå, ñôîðìèðîâàâøååñÿ â ðåçóëüòàòå ïðåîáðàçîâàíèÿ ãîðíûõ ïîðîä ðàñòåíèÿìè è æèâîòíûìè, ò.å â ðåçóëüòàòå ïî÷âîîáðàçîâàòåëüíîãî ïðîöåññà. Ïî÷âà îáëàäàåò îñîáûì ñâîéñòâîì - ïëîäîðîäèåì, îíà ñëóæèò îñíîâîé ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà âñåõ ñòðàí. Ïî÷âà ïðè ïðàâèëüíîé ýêñïëóàòàöèè íå òîëüêî íå òåðÿåò ñâîèõ ñâîéñòâ, íî è óëó÷øàåò èõ, ñòàíîâèòñÿ áîëåå ïëîäîðîäíåå.
Ïî÷âà - êîëîññàëüíîå ïðèðîäíîå áîãàòñòâî, îáåñïå÷èâàþùèé ÷åëîâåêà ïðîäóêòàìè ïèòàíèÿ, æèâîòíûõ - êîðìàìè, à ïðîìûøëåííîñòü ñûðüåì. Âåêàìè è òûñÿ÷åëåòèÿìè ñîçäàâàëàñü îíà. ×òîáû ïðàâèëüíî èñïîëüçîâàòü ïî÷âó, íàäî çíàòü, êàê îíà îáðàçîâûâàëàñü, åå ñòðîåíèå ñîñòàâ è ñâîéñòâà. Ïî÷âà îáðàçîâûâàëàñü èç âûõîäÿùèõ íà ïîâåðõíîñòü çåìëè ãîðíûõ ïîðîä ïîä âëèÿíèåì ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ. Ïîä äåéñòâèåì âåòðà, àòìîñôåðíîé âëàãè, â ñâÿçè ñ èçìåíåíèåì êëèìàòà è òåìïåðàòóðíûìè êîëåáàíèÿìè ãîðíûå ïîðîäû, íàïðèìåð ãðàíèò, ïîñòåïåííî òðåñêàëèñü è ïðåâðàùàëèñü â ðóõëÿê. Íà ðóõëÿêå ïîñåëÿëèñü ìèêðîîðãàíèçìû, ïèòàþùèåñÿ ïðåèìóùåñòâåííî óãëåðîäîì è àçîòîì àòìîñôåðû è ìèíåðàëüíûìè ñîåäèíåíèÿìè, êîòîðûå îíè ïîëó÷àëè èç ãîðíîé ïîðîäû. Ìèêðîîðãàíèçìû ðàçðóøàëè åå ñâîèìè âûäåëåíèÿìè, è õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ãîðíîé ïîðîäû ïîñòåïåííî èçìåíÿëñÿ. Çàòåì çäåñü ïîñåëÿëèñü ëèøàéíèêè è ìõè. Ìèêðîîðãàíèçìû ðàçëàãàëè èõ îñòàòêè, îáðàçóÿ ãóìóñ - îñíîâíîå îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî ïî÷âû, ñîäåðæàùåå ïèòàòåëüíûå âåùåñòâà, íåîáõîäèìûå âûñøèì ðàñòåíèÿì.
Æèâîòíûå è ðàñòåíèÿ îêîí÷àòåëüíî ðàçðóøàëè ãîðíóþ ïîðîäó, ïðåâðàùàÿ âåðõíèé åå ñëîé â ïî÷âó. Ðàñòèòåëüíûé îïàä â ëåñàõ è îòìåðøàÿ òðàâÿíèñòàÿ ðàñòèòåëüíîñòü ïîñëå ðàçëîæåíèÿ ìèêðîîðãàíèçìàìè äàåò ìíîãî îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, óâåëè÷èâàÿ ìîùíîñòü ïî÷âû. Ëó÷øèå ïî÷âû, âëàãîåìêèå è âîçäóõîïðîíèöàåìûå, èìåþò ìåëêîêîìêîâàòóþ èëè ìåëêîçåðíèñòóþ ñòðóêòóðó èç êîìî÷êîâ äèàìåòðîì îò 1 äî 10 ìì. Îò ñîñòàâà è ñâîéñòâ ãîðíîé ïîðîäû, íà êîòîðîé ôîðìèðóåòñÿ ïî÷âà, â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñÿò ñîñòàâ è ñâîéñòâà ïî÷âû.
Ïî÷âà ñîñòîèò èç òâåðäîé, æèäêîé, ãàçîîáðàçíîé è æèâîé ÷àñòåé. Òâåðäàÿ ÷àñòü - ýòî ìèíåðàëüíûå è îðãàíè÷åñêèå ÷àñòèöû. Îíè ñîñòàâëÿþò îò 80-98 % ïî÷âåííîé ìàññû è ñîñòîÿò èç ïåñêà, ãëèíû, èëèñòûõ ÷àñòèö, îñòàâøèõñÿ îò ìàòåðèíñêîé ïîðîäû â ðåçóëüòàòå ïî÷âîîáðàçîâàòåëüíîãî ïðîöåññà. Ñîîòíîøåíèå ýòèõ ÷àñòèö õàðàêòåðèçóåò ìåõàíè÷åñêèé ñîñòàâ ïî÷âû.
Æèäêàÿ ÷àñòü ïî÷âû, èëè ïî÷âåííûé ðàñòâîð âîäà ñ ðàñòâîðåííûìè â íåé îðãàíè÷åñêèìè è ìèíåðàëüíûìè ñîåäèíåíèÿìè. Âîäû â ïî÷âå ñîäåðæèòñÿ îò äîëåé ïðîöåíòà äî 40-60 %. Æèäêàÿ ÷àñòü ó÷àñòâóåò â ñíàáæåíèè ðàñòåíèé âîäîé è ðàñòâîðåííûìè ýëåìåíòàìè ïèòàíèÿ.
Ãàçîîáðàçíàÿ ÷àñòü, ïî÷âåííûé âîçäóõ, çàïîëíÿåò ïîðû, íå çàíÿòûå âîäîé. Ïî÷âåííûé âîçäóõ ñîäåðæèò áîëüøå óãëåêèñëîãî ãàçà è ìåíüøå êèñëîðîäà, ÷åì àòìîñôåðíûé âîçäóõ, à òàêæå ìåòàí, ëåòó÷èå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ è äð.
Æèâàÿ ÷àñòü ïî÷âû ñîñòîèò èç ïî÷âåííûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ (áàêòåðèè, ãðèáû, âîäîðîñëè, àêòèíîìèöåòû è äð.), ïðåäñòàâèòåëåé áåñïîçâîíî÷íûõ (ïðîñòåéøèõ, ÷åðâåé, ìîëëþñêîâ, íàñåêîìûõ è èõ ëè÷èíîê), ðîþùèõ ïîçâîíî÷íûõ. Îíè îáèòàþò â îñíîâíîì â âåðõíèõ ñëîÿõ ïî÷âû, îêîëî êîðíåé ðàñòåíèé, ãäå äîáûâàþò ñåáå ïèùó. Íåêîòîðûå ïî÷âåííûå îðãàíèçìû ìîãóò æèòü òîëüêî íà êîðíÿõ.
Ïî÷âà ñîäåðæèò ìèêðîýëåìåíòû (àçîò, ôîñôîð, êàëèé, êàëüöèé, ñåðà, æåëåçî è äð.) è ìèêðîýëåìåíòû (áîð, ìàðãàíåö, ìîëèáäåí, öèíê è äð.), êîòîðûå ðàñòåíèÿ ïîòðåáëÿþò â îãðàíè÷åííûõ êîëè÷åñòâàõ. Èõ ñîîòíîøåíèå îïðåäåëÿåò õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ïî÷âû.
Èç ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïî÷âû íàèáîëüøåå çíà÷åíèå èìååò âëàãîåìêîñòü, âîäîïðîíèöàåìñòü, ñêâàæíîñòü.
Ñîñòàâ è ñâîéñòâà ïî÷âû ïîñòîÿííî ìåíÿþòñÿ ïîä âëèÿíèåì æèçíèäåÿòåëüíîñòè, êëèìàòà, äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà. Ïðè âíåñåíèè óäîáðåíèé ïî÷âà îáîãàùàåòñÿ ïèòàòåëüíûìè äëÿ ðàñòåíèé âåùåñòâàìè, èçìåíÿåò ñâîè ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà.
Íåïðàâèëüíàÿ ýêñïëóàòàöèÿ ìîæåò ïðèâåñòè ê íàðóøåíèþ ïî÷âåííîãî ïîêðîâà - ê ýðîçèè ïî÷âû, çàñîëåíèþ, çàáîëà÷èâàíèþ åå.
Ñîñòàâ ïî÷â â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò îò ìàòåðèíñêèõ ïîðîä è îòëè÷àåòñÿ áîëüøèì òåððèòîðèàëüíûì ðàçíîîáðàçèåì, ÷òî íàõîäèò îòðàæåíèå â ïî÷âåííîì ðàéîíèðîâàíèè è êëàññèôèêàöèè ïî÷â. Ðàçëè÷àþò, íàïðèìåð, òóíäðîâûå, ãëååâûå, òîðôÿíî-áîëîòíûå, ïîäçîëèñòûå, ëóãîâî-÷åðíîçåìíûå, ÷åðíîçåìû, ñåðîçåìû, àëëþâèàëüíî-äåðíîâûå, áóðûå ïóñòûííî-ñòåïíûå, ñîëîíöû è äðóãèå ïî÷âû.
Îñíîâíûå ñâîéñòâà ïî÷âû êàê ýêîëîãè÷åñêîé ñðåäû – ýòî åå ôèçè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà, ìåõàíè÷åñêèé è õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, ðÍ è îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûå óñëîâèÿ, ñîäåðæàíèå îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, àýðàöèÿ, âëàãîåìêîñòü è óâëàæíåíîñòü. Ðàçëè÷íûå ñî÷åòàíèÿ ýòèõ ñâîéñòâ îáðàçóþò ìíîæåñòâî ðàçíîâèäíîñòåé ïî÷â è ðàçíîîáðàçèå ïî÷âåííûõ óñëîâèé – ýäàôè÷åñêèõ ôàêòîðîâ.
Íèæå â òàáëèöå ïðèâåäåíû äàííûå î ïî÷âåííûõ ðåñóðñàõ ïëàíåòû, î ðàñïðîñòðàíåíèè ðàçëè÷íûõ òèïîâ ïî÷â. Çäåñü æå ïðèâåäåíû äàííûå è îá èõ õîçÿéñòâåííîì îñâîåíèè.  çàâèñèìîñòè îò îñîáåííîñòåé ñòðóêòóðû, ìåõàíè÷åñêîãî è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà âñå òèïû ïî÷â ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà ïîäòèïû, ðîäû, âèäû è ðàçíîâèäíîñòè.
Òàáëèöà
Ðàñïðîñòðàíåííîñòü îñíîâíûõ òèïîâ ïî÷â ìèðà è ñòåïåíü èõ îñâîåíèÿ
|
Ãåîãðàôè÷åñêèå ïîÿñà è òèïû ïî÷â |
Îáùàÿ ïëîùàäü |
Ïðîöåíò îñâîåíèÿ |
|
|
ìëí. êì2 |
% |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Òðîïè÷åñêèé ïîÿñ |
|||
|
Ïî÷âû äîæäåâûõ ëåñîâ – êðàñíûå è æåëòûå ôåððàëèòíûå ïî÷âû |
25,9 |
19,5 |
7,4 |
|
Ïî÷âû ñåçîííî-âëàæíûõ ëàíäøàôòîâ – êðàñíûå ñàâàííîâûå, ÷åðíûå ñëèòûå |
17,6 |
13,2 |
12,6 |
|
Ïî÷âû ïîëóïóñòûíü è ïóñòûíü |
12,8 |
9,6 |
0,8 |
|
Ñóáòðîïè÷åñêèé ïîÿñ |
|||
|
Ïî÷âû ïîñòîÿííî âëàæíûõ ëåñîâ – êðàñíîçåìû, æåëòîçåìû |
6,6 |
4,9 |
19,7 |
|
Ïî÷âû ñåçîííî-âëàæíûõ ëàíäøàôòîâ – êîðè÷íåâûå è äð. |
8,6 |
6,5 |
25,6 |
|
Ïî÷âû ïîëóïóñòûíü è ïóñòûíü |
10,6 |
7,9 |
7,6 |
|
Ñóááîðåàëüíûé ïîÿñ |
|||
|
Ïî÷âû ëèñòâåííûõ ëåñîâ è ïðåðèé – áóðûå ëåñíûå è äð. |
6,1 |
4,6 |
33,4 |
|
Ïî÷âû ñòåïíûõ ëàíäøàôòîâ – ÷åðíîçåìû, êàøòàíîâûå |
7,9 |
5,9 |
31,6 |
|
Ïî÷âû ïîëóïóñòûíü è ïóñòûíü |
7,9 |
5,9 |
1,3 |
|
Áîðåàëüíûé ïîÿñ |
|||
|
Ïî÷âû õâîéíûõ è ñìåøàííûõ ëåñîâ – ïîäçîëèñòûå, äåðíîâî-ïîäçîëèñòûå |
15,5 |
11,6 |
8,4 |
|
Ïî÷âû ìåðçëîòíî-òàåæíûõ ëàíäøàôòîâ |
8,2 |
6,1 |
- |
|
Ïîëÿðíûé ïîÿñ |
|||
|
Ïî÷âû òóíäðîâûõ è àðêòè÷åñêèõ ëàíäøàôòîâ |
5,7 |
4,3 |
- |
Ñåé÷àñ íà Çåìëå ïî ðàñïðîñòðàíåííîñòè âåäóùåå ïîëîæåíèå çàíèìàþò ÷åòûðå òèïîëîãè÷åñêèå ãðóïïû ïî÷â:
1) ïî÷âû âëàæíûõ òðîïèêîâ è ñóáòðîïèêîâ, ïðåèìóùåñòâåííî êðàñíîçåìû è æåëòîçåìû, äëÿ êîòîðûõ õàðàêòåðíû áîãàòñòâî ìèíåðàëüíîãî ñîñòàâà è áîëüøàÿ ïîäâèæíîñòü îðãàíèêè (áîëåå 32 ìëí. êì2);
2) ïëîäîðîäíûå ïî÷âû ñàâàíí è ñòåïåíåé – ÷åðíîçåìû, êàøòàíîâûå è êîðè÷íåâûå ïî÷âû ñ ìîùíûì ãóìóñîâûì ñëîåì (áîëåå 32 ìëí. êì2);
3) ñêóäíûå è êðàéíå íåóñòîé÷èâûå ïî÷âû ïóñòûíü è ïîëóïóñòûíü, îòíîñÿùèåñÿ ê ðàçíûì êëèìàòè÷åñêèì çîíàì (áîëåå 30 ìëí. êì2);
4) îòíîñèòåëüíî áåäíûå ïî÷âû ëåñîâ óìåðåííîãî ïîÿñà – ïîäçîëèñòûå, áóðûå è ñåðûå ëåñíûå ïî÷âû (áîëåå 20 ìëí. êì2).
3. Ãåîôèçè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ôàêòîðû âîçäåéñòâèÿ íà áèîñôåðó
Áèîñôåðà – ýòî ñîâîêóïíîñòü ÷àñòåé çåìíûõ îáîëî÷åê (ëèòî-, ãèäðî- è àòìîñôåðû), êîòîðàÿ çàñåëåíà æèâûìè îðãàíèçìàìè, íàõîäèòñÿ ïîä èõ âîçäåéñòâèåì è çàíÿòà ïðîäóêòàìè èõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè.
Áèîñôåðà – ãëîáàëüíàÿ ýêîñèñòåìà. Îíà íå îáðàçóåò ñïëîøíîãî ñëîÿ ñ ÷åòêèìè ãðàíèöàìè, à êàê áû “ïðîïèòûâàåò” äðóãèå ãåîñôåðû ïëàíåòû, îõâàòûâàÿ âñþ ãèäðîñôåðó, âåðõíþþ ÷àñòü ëèòîñôåðû è íèæíþþ ÷àñòü àòìîñôåðû. Òåðìèí “áèîñôåðà” ââåë àâñòðèéñêèé ãåîëîã Ý. Çþññ (1873). Ðàçâåðíóòîå ðàçâèòèå ó÷åíèÿ î áèîñôåðå ïðèíàäëåæèò Â.È. Âåðíàäñêîìó (1919, 1926).
Ïîòîê ñîëíå÷íîé ýíåðãèè îáðàçóåò ãëîáàëüíûå ôèçè÷åñêèå êðóãîâîðîòû âîçäóõà è âîäû íà Çåìëå. Äâèæåíèå âîçäóøíûõ ìàññ ïîìèìî ìåõàíè÷åñêèõ ýôôåêòîâ (âåòðû, âîëíû, òå÷åíèÿ) îáóñëàâëèâàåò àýðîãåííóþ ìèãðàöèþ âåùåñòâ, â ïåðâóþ î÷åðåäü ïàðîâ âîäû è ïûëåâûõ ÷àñòèö, àýðîçîëåé ðàçíîãî ñîñòàâà. Ïîä äåéñòâèåì ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè â àòìîñôåðå ïðîèñõîäÿò ðàçëè÷íûå ôîòîõèìè÷åñêèå ðåàêöèè – ôîòîëèç âîäû, îáðàçîâàíèå îçîíà, îáðàçîâàíèå óãëåâîäîðîäíûõ ñìîãîâ è äð.
Ãëîáàëüíûé êðóãîâîðîò âîäû – ýòî ñàìûé çíà÷èòåëüíûé ïî ïåðåíîñèìûì ìàññàì è ïî çàòðàòàì ýíåðãèè êðóãîâîðîò íà Çåìëå. Êðóãîâîðîò âîäû, îñîáåííî ïîâåðõíîñòíûé, è ïîäçåìíûé ñòîê íà ñóøå îïðåäåëÿþò ãèäðîãåííóþ ìèãðàöèþ âåùåñòâ, êîòîðàÿ ïîìèìî ïåðåíîñà ñîñòîèò èç ìíîæåñòâà ïðîöåññîâ ðàñòâîðåíèÿ, èîííîãî îáìåíà, îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ ðåàêöèé, êðèñòàëëèçàöèè, îñàæäåíèÿ è ò.ä.
Òàêèì îáðàçîì, êðîìå ôèçè÷åñêèõ êðóãîâîðîòîâ âîäû è âîçäóõà, âûçûâàåìûõ ïîòîêîì ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, â íèõ âîâëå÷åíû åùå è ôèçèêî-õèìè÷åñêèå êðóãîâîðîòû ìíîãèõ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ è èõ ñîåäèíåíèé.  çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè ýòèõ ïðîöåññîâ ó÷àñòâóþò æèâûå îðãàíèçìû. Îñîáåííî õàðàêòåðíî ýòî äëÿ àêâàëüíûõ ñèñòåì – ðåê, îçåð, áîëîò, ìîðåé.
Èòàê âñå âåùåñòâà íà ïëàíåòå Çåìëÿ íàõîäÿòñÿ â ïðîöåññå áèîõèìè÷åñêîãî êðóãîâîðîòà. Âûäåëÿþò äâà îñíîâíûõ êðóãîâîðîòà: áîëüøîé (ãåîëîãè÷åñêèé) è ìàëûé (áèîòè÷åñêèé).
Áîëüøîé êðóãîâîðîò äëèòñÿ ìèëëèîíû ëåò. Ãîðíû ïîðîäû ðàçðóøàþòñÿ, âûâåòðèâàþòñÿ è ïîòîêàìè âîä ñíîñÿò â Ìèðîâîé îêåàí, ãäå îáðàçóþòñÿ ìîùíûå ìîðñêèå íàïëàñòîâàíèÿ. ×àñòü õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ðàñòâîðÿåòñÿ â âîäå èëè ïîòðåáëÿåòñÿ áèîöåíîçîì. Êðóïíûå ìåäëåííûå ãåîêòîíè÷åñêèå èçìåíåíèÿ, ïðîöåññû, ñâÿçàííûå ñ îïóñêàíèåì ìàòåðèêîâ è ïîäíÿòèåì ìîðñêîãî äíà, ïåðåìåùåíèå ìîðåé è îêåàíîâ â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî âðåìåíè ïðèâîäÿò ê òîìó, ÷òî ýòè íàïëàñòîâàíèÿ âîçâðàùàþòñÿ íà ñóøó è ïðîöåññ íà÷èíàåòñÿ âíîâü.
Ìàëûé êðóãîâîðîò, ÿâëÿÿñü ÷àñòüþ áîëüøîãî, ïðîèñõîäèò íà óðîâíå áèîãåîöåíîçà è çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ïèòàòåëüíûå âåùåñòâà ïî÷âû, âîäû, âîçäóõà àêêóìóëèðóþòñÿ â ðàñòåíèÿõ, ðàñõîäóþòñÿ íà ñîçäàíèå èõ ìàññû è æèçíåííûå ïðîöåññû â íèõ. Ïðîäóêòû ðàñïàäà îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà ïîä âîçäåéñòâèåì áàêòåðèé âíîâü ðàçëàãàþòñÿ äî ìèíåðàëüíûõ êîìïîíåíòîâ, äîñòóïíûõ ðàñòåíèÿì, è âîâëåêàþòñÿ èìè â ïîòîê âåùåñòâà.
Âîçâðàò õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ èç íåîðãàíè÷åñêîé ñðåäû ÷åðåç ðàñòèòåëüíûå è æèâîòíûå îðãàíèçìû îáðàòíî â íåîðãàíè÷åñêóþ ñðåäó ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîëíå÷íîé ýíåðãèè è õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿ íàçûâàåòñÿ áèîõèìè÷åñêèì öèêëîì.
 êðóãîâîðîòå âåùåñòâ ó÷àñòâóþò òðè ãðóïïû îðãàíèçìîâ:
Êðóãîâîðîò ýíåðãèè ñâÿçàí ñ êðóãîâîðîòîì âåùåñòâ. Íàèáîëåå õàðàêòåðåí äëÿ ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ â áèîñôåðå, êðóãîâîðîò óãëåðîäà. Ñîåäèíåíèÿ óãëåðîäà îáðàçóþòñÿ, èçìåíÿþòñÿ è ðàçðóøàþòñÿ. Îñíîâíîé ïóòü óãëåðîäà – îò óãëåêèñëîãî ãàçà â æèâîå ñóùåñòâî è îáðàòíî. ×àñòü óãëåðîäà âûõîäèò èç êðóãîâîðîòà, îòëàãàÿñü â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ îêåàíà èëè â èñêîïàåìûõ ãîðþ÷èõ âåùåñòâàõ îðãàíè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ (òîðô, êàìåííûé óãîëü, íåôòü, ãîðþ÷èå ãàçû), ãäå óæå àêêóìóëèðîâàíà åãî îñíîâíàÿ ìàññà. Ýòîò óãëåðîä ïðèíèìàåò ó÷àñòèå â ìåäëåííîì ãåîëîãè÷åñêîì êðóãîâîðîòå.
Îáìåí óãëåêèñëûì ãàçîì ïðîèñõîäèò òàêæå ìåæäó àòìîñôåðîé è îêåàíîì.
Âàæíóþ ðîëü â áèîñôåðíûõ ïðîöåññàõ èãðàåò êðóãîâîðîòà àçîòà.  íèõ ó÷àñòâóåò òîëüêî àçîò, âõîäÿùèé â îïðåäåëåííûå õèìè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ.
Ôèêñàöèÿ åãî â õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèÿõ ïðîèñõîäèò ïðè âóëêàíè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, ïðè ãðîçîâûõ ðàçðÿäàõ â àòìîñôåðå â ïðîöåññå åå èîíèçàöèè, ïðè ñãîðàíèè ìàòåðèàëîâ. Îïðåäåëÿþùåå çíà÷åíèå â ôèêñàöèè àçîòà èìåþò ìèêðîîðãàíèçìû.
Îäíèì èç âàæíûõ ýëåìåíòîâ áèîñôåðû ÿâëÿåòñÿ ôîñôîð, âõîäÿùèé â ñîñòàâ íóêëåèíîâûõ êèñëîò, êëåòî÷íûõ ìåìáðàí, êîñòíîé òêàíè. Ôîñôîð òàêæå ó÷àñòâóåò â ìàëîì è áîëüøîì êðóãîâîðîòàõ, óñâàèâàåòñÿ ðàñòåíèÿìè.
Êëþ÷åâûì ýëåìåíòîì áèîñôåðû ÿâëÿåòñÿ âîäà. Êðóãîâîðîò âîäû ïðîèñõîäèò ïóòåì èñïàðåíèÿ åå ñ ïîâåðõíîñòè âîäîåìîâ è ñóøè â àòìîñôåðó, à çàòåì ïåðåíîñèòñÿ âîçäóøíûìè ìàññàìè, êîíäåíñèðóåòñÿ è âûïàäàåò è âèäå îñàäêîâ.
Ñðåäíÿÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü îáùåãî öèêëà îáìåíà óãëåðîäà, àçîòà è âîäû, âîâëå÷åííûõ áèîëîãè÷åñêèé êðóãîâîðîò – 300-400 ëåò.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòîé ñêîðîñòüþ îñâîáîæäàþòñÿ ìèíåðàëüíûå ñîåäèíåíèÿ, ñâÿçàííûå â áèîìàññå. Îñâîáîæäàþòñÿ è ìèíåðàëèçóþòñÿ âåùåñòâà ãóìóñà ïî÷âû.
Êðóãîâîðîò âåùåñòâ â ïðèðîäå ïîäðàçóìåâàåò îáùóþ ñîãëàñîâàííîñòü ìåñòà, âðåìåíè è ñêîðîñòè ïðîöåññîâ ïî óðîâíÿì îò ïîïóëÿöèè äî áèîñôåðû. Òàêóþ ñîãëàñîâàííîñòü ÿâëåíèé ïðèðîäû íàçûâàþò ýêîëîãè÷åñêèì ðàâíîâåñèåì, íî ýòî ðàâíîâåñèå ïîäâèæíî è äèíàìè÷íî.
4. Îñíîâíûå íàïðàâëåíèÿ ðàçâèòèÿ ñîâðåìåííîé àòîìíîé ýíåðãåòèêè
ÀÝÑ ñëåäóþùåãî ïîêîëåíèÿ äîëæíû îòâå÷àòü äâóì îñíîâíûì òðåáîâàíèÿì: ðàäèêàëüíî ïîâûøàòü áåçîïàñíîñòü è îäíîâðåìåííî ñîõðàíÿòü äîñòèãíóòûé óðîâåíü ýêîíîìè÷íîñòè ÿäåðíîé ýíåðãåòèêè.
 íà÷àëå 60-õ ãã. â ÑØÀ áûëà ïðèíÿòà îðèåíòàöèÿ íà òî, ÷òî òåõíîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû, ñâÿçàííûå ñ ïîëó÷åíèåì àòîìíîé ýíåðãèè, äîëæíû áûòü áîëåå áåçîïàñíû, ÷åì ëþáàÿ äðóãàÿ òåõíîëîãèÿ, à äîïîëíèòåëüíûé ðèñê îò èñïîëüçîâàíèÿ àòîìíûé ýíåðãèè íå äîëæåí ïðåâûøàòü 0,1 % ñóììàðíîãî ðèñêà îò âñåõ äðóãèõ òåõíîëîãèé è ïðèðîäíûõ ÿâëåíèé. Ñàìî ïîíÿòèå áåçîïàñíîñòè íîñèò íåñêîëüêî àáñòðàêòíûé õàðàêòåð è çàâèñèò îò âðåìåíè.  ðàçíûå ïåðèîäû ðàçâèòèÿ îáùåñòâà îäíè è òå æå òåõíîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû ñ÷èòàëèñü òî ñîâåðøåííî áåçîïàñíûìè, òî ïîòåíöèàëüíî îïàñíûìè.
Åñëè îáùåñòâåííîå ìíåíèå äî ×åðíîáûëÿ áûëî íàñòðîåíî íà ïîíÿòèå î ïîëíîé áåçîïàñíîñòè ÿäåðíîé ýíåðãåòèêè, òî ñåé÷àñ íàîáîðîò, ïîíÿòèå îá îïàñíîñòè ÿäåðíîé ýíåðãåòèêè ñèëüíî ïðåóâåëè÷åíî.
Áåçîïàñíûé ðåàêòîð ñåãîäíÿøíåãî äíÿ – ýòî ðåàêòîð òðàäèöèîííîãî òèïà, óñîâåðøåíñòâîâàíèå êîòîðîãî áûëî íàïðàâëåíî íà ñíèæåíèå âåðîÿòíîñòè áîëüøèõ àâàðèé ïóòåì íàðàùèâàíèÿ èíæåíåðíûõ ñèñòåì è óñèëåíèÿ òðåáîâàíèé ê îáîðóäîâàíèþ è îáñëóæèâàþùåìó ïåðñîíàëó.
Áîëüøèíñòâî øèðîêî èñïîëüçóåìûõ ñåé÷àñ òèïîâ ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ íå ñìîãóò ñòàòü îñíîâîé ÿäåðíîé ýíåðãåòèêè XXI âåêà. Ïåðâîå òðåáîâàíèå ê ðåàêòîðàì íîâîãî ïîêîëåíèÿ – ýòî ïîëíîå èñêëþ÷åíèå àâàðèé ñ îïàñíûìè âûáðîñàìè ðàäèîàêòèâíîñòè. Äëÿ ïåðåõîäà íà ýòîò íîâûé óðîâåíü áåçîïàñíîñòè â ñîâðåìåííûõ ðåàêòîðàõ íîâîãî ïîêîëåíèÿ âñå áîëüøå èñïîëüçóåòñÿ ýëåìåíòû âíóòðåííå ïðèñóùåé áåçîïàñíîñòè, îñíîâàííîé íà èñïîëüçîâàíèè åñòåñòâåííûõ çàêîíîâ ïðèðîäû. Ïðèâëåêàòåëüíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ åñòåñòâåííûõ çàêîíîâ â êîíöåïöèè áåçîïàñíîñòè – ïîñòîÿíñòâî èõ äåéñòâèÿ, íåçàâèñèìîñòü îò âíåøíèõ ôàêòîðîâ.
Íèçêàÿ âåðîÿòíîñòü àâàðèè ãàðàíòèðóåòñÿ îñîáûìè ñâîéñòâàìè òîïëèâà, òåïëîíîñèòåëÿ, ìàòåðèàëîâ è âñåé êîíñòðóêöèè ðåàêòîðà â öåëîì. Òàêèå ñâîéñòâà äîëæíû îáåñïå÷èâàòü ñàìîðåãóëèðîâàíèå èíòåíñèâíîñòè öåïíîé ðåàêöèè ïðè ëþáûõ èçìåíåíèÿõ â àêòèâíîé çîíå, áåçîïàñíîé îòâîä òåïëà.
Âíóòðåííÿÿ óñòîé÷èâîñòü áàçèðóåòñÿ íà îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè ïî òåìïåðàòóðå è ïî ìîùíîñòè è ïðèìåíåíèè ïàññèâíûõ (íå òðåáóåò ïîäâîäà ýíåðãèè è óïðàâëåíèÿ èçâíå) ñèñòåì òåïëîîòâîäà è îñòàíîâêè ðåàêòîðà.  îñíîâó ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ïàññèâíûõ ñèñòåì ïîëîæåíû çàêîíû, îïèñûâàþùèå òàêèå ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, êàê ãðàâèòàöèÿ, åñòåñòâåííàÿ öèðêóëÿöèÿ, èñïàðåíèå.
Ðåàêòîð, ïîñòðîåííûé íà ýòèõ ïðèíöèïàõ, ìîæíî íàçûâàòü ñàìîçàùèùåííûì.
Ñàìîçàùèùåííîñòü äåëàåò ðåàêòîð íîâîãî ïîêîëåíèÿ ïðèíöèïèàëüíî îòëè÷íûì îò ×åðíîáûëüñêîãî, ïîñêîëüêó îäíîé èç îñíîâíûõ ïðè÷èí ×åðíîáûëüñêîé àâàðèè áûëà ïîëîæèòåëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü ïî ìîùíîñòè, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ðåàêòîð â àâàðèè ñàìîðàçãîíÿëñÿ. Òî åñòü ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ×åðíîáûëüñêîãî ðåàêòîðà óñóãóáèëè îøèáêè îïåðàòîðîâ, ÷òî ïðèâåëî ê òÿæåëåéøèì ïîñëåäñòâèÿì. Ïîñëå ×åðíîáûëüñêîé àâàðèè íà ÀÝÑ ñ ðåàêòîðàìè ÐÁÌÊ áûë îñóùåñòâëåí ðÿä ìåðîïðèÿòèé, ïîçâîëÿâøèõ óìåíüøèòü íåãàòèâíîå âëèÿíèå íåäîñòàòêîâ êîíñòðóêöèè ðåàêòîðà è ïîâûñèòü óðîâåíü áåçîïàñíîñòè åãî ýêñïëóàòàöèè.
 âîäî-âîäÿíîì ðåàêòîðå ïðè ïîâûøåíèè ìîùíîñòè, òåìïåðàòóðû èëè ïîÿâëåíèè ïàðà êîëè÷åñòâî çàìåäëèòåëÿ â çîíå ðåàêöèè ñîêðàùàåòñÿ, ïðîèñõîäèò ñàìîãëóøåíèå ðåàêòîðà. Ìîùíîñòü íàõîäèòñÿ ïîä ñàìîêîíòðîëåì. Ïðè óâåëè÷åíèè ìîùíîñòè â òàêîì ðåàêòîðå ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå òåìïåðàòóðû è ðîñò ìîùíîñòè îñòàíàâëèâàåòñÿ áåç âñÿêîãî âìåøàòåëüñòâî ïåðñîíàëà. Ïðè ïîÿâëåíèè ïàðà ïðîèñõîäèò ñàìîãëóøåíèå ðåàêòîðà. Ðåàêòîð ìîæåò áûòü ñðàâíèì ñ òÿæåëîé âàãîíåòêîé, êîòîðóþ áåñïëîäíî ïûòàþòñÿ ðàçîãíàòü â ãîðó.
Êîíöåïöèÿ âíóòðåííåé ñàìîçàùèùåííîñòè îçíà÷àåò, ÷òî â ñëó÷àå ìíîãî÷èñëåííûõ îòêàçîâ îáîðóäîâàíèÿ è îøèáîê ïåðñîíàëà ðåàêòîð ïîëíîñòüþ ïðåäîñòàâëåííûé ñàìîìó ñåáå, çà ñ÷åò ïðèñóùèõ åìó âíóòðåííèõ ñâîéñòâ ïðåïÿòñòâóåò, îãðàíè÷èâàåò èëè ïîëíîñòüþ ïðåêðàùàåò ðàçâèòèå àâàðèè. Òåïëîîòâîä îò àêòèâíîé çîíû â íîðìàëüíûõ è àâàðèéíûõ óñëîâèÿõ îáåñïå÷åí ñàìîöèðêóëÿöèåé òåïëîíîñèòåëÿ â ðåàêòîðå, êîòîðàÿ íè ïðè êàêèõ óñëîâèÿõ íå ïðåêðàùàåòñÿ.
Ãëàâíîå íàïðàâëåíèå óñîâåðøåíñòâîâàíèé áåçîïàñíîñòè àòîìíûõ ñòàíöèé íîâîãî ïîêîëåíèÿ –ðàçâèòèÿ çàùèòû â ãëóáèíó. Êîíöåïöèÿ çàùèòû â ãëóáèíó ïðåäïîëàãàåò èñïîëüçîâàíèå íåñêîëüêèõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ óðîâíåé çàùèòû, âêëþ÷àþùèõ íåçàâèñèìûå ôèçè÷åñêèå áàðüåðû äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ âûõîäà ðàäèîàêòèâíûõ ïðîäóêòîâ â îêðóæàþùóþ ñðåäó.
Ïðèíöèï ìíîãîáàðüåðíîñòè çàùèòû, ðåàëèçîâàííûé â âîäî-âîäÿíûõ ðåàêòîðàõ ïðåæíèõ ïîêîëåíèé, ïîêàçàë åå âûñîêóþ ýôôåêòèâíîñòü. Ïðèìåð òîìó àâàðèÿ íà àìåðèêàíñêîé ÀÝÑ “Òðè-Ìàéêë-Àéëåíä”, ãäå, íåñìîòðÿ íà ðàçðóøåíèå íåñêîëüêèõ çàùèòíûõ áàðüåðîâ è ðàñïëàâëåíèå òîïëèâà, áëàãîäàðÿ îñòàâøèìñÿ çàùèòíûì áàðüåðàì ðàäèàöèîííûå ïîñëåäñòâèÿ àâàðèè áûëè âäâîå ìåíüøå óðîâíÿ åñòåñòâåííîãî ôîíà.
Ïðèíöèï âíóòðåííåé ñàìîçàùèùåííîñòè ðåàêòîðíîé óñòàíîâêè è ïàññèâíûå ñèñòåìû áåçîïàñíîñòè âïåðâûå â ìèðå ðåàëèçîâàíû íà ïðàêòèêå â ðåàêòîðàõ àòîìíîé ñòàíöèè òåïëîñíàáæåíèÿ ÀÑÒ-500.
Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ôèëîñîôèè áåçîïàñíîñòè ÀÑÒ-500 íàøëî ñâîå îòðàæåíèå â ðåàêòîðíîé óñòàíîâêå äëÿ àòîìíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ñòàíöèé íîâîãî ïîêîëåíèÿ ÂÏÁÝÐ-600, â óñòàíîâêàõ äëÿ êîìáèíèðîâàííîé âûðàáîòêè íèçêîïîòåíöèàëüíîãî òåïà è ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè ÀÒÝÖ-150, ÀÒÝÖ-200, ÂÊ-300, ÂÊ-400, à òàêæå â ðÿäå äðóãèõ ïðîåêòîâ.
5. Çàãðÿçíåíèå ãîðîäñêèõ òåððèòîðèé
Îáùèå ýêîëîãè÷åñêèå ïðîáëåìû ãîðîäîâ ìèðà
Ýêîëîãè÷åñêèå ïðîáëåìû ãîðîäîâ, ãëàâíûì îáðàçîì íàèáîëåå êðóïíûõ èç íèõ, ñâÿçàíû ñ ÷ðåçìåðíîé êîíöåíòðàöèåé íà ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ òåððèòîðèÿõ íàñåëåíèÿ, òðàíñïîðòà è ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé, ñ îáðàçîâàíèåì àíòðîïîãåííûõ ëàíäøàôòîâ, î÷åíü äàëåêèõ îò ñîñòîÿíèÿ ýêîëîãè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ.
Òåìïû ðîñòà íàñåëåíèÿ ìèðà â 1.5-2.0 ðàçà íèæå ðîñòà ãîðîäñêîãî íàñåëåíèÿ, ê êîòîðîìó ñåãîäíÿ îòíîñèòñÿ 40% ëþäåé ïëàíåòû. Çà ïåðèîä 1939 – 1979 ãã. íàñåëåíèå êðóïíûõ ãîðîäîâ âûðîñëî â 4, â ñðåäíèõ – â 3 è ìàëûõ – â 2 ðàçà.
Ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà ïðèâåëà ê íåóïðàâëÿåìîñòè ïðîöåññà óðáàíèçàöèè âî ìíîãèõ ñòðàíàõ. Ïðîöåíò ãîðîäñêîãî íàñåëåíèÿ â îòäåëüíûõ ñòðàíàõ ðàâåí: Àðãåíòèíà – 83, Óðóãâàé – 82, Àâñòðàëèÿ – 75, ÑØÀ – 80, ßïîíèÿ – 76, Ãåðìàíèÿ – 90, Øâåöèÿ – 83. Ïîìèìî êðóïíûõ ãîðîäîâ-ìèëëèîíåðîâ áûñòðî ðàñòóò ãîðîäñêèå àãëîìåðàöèè èëè ñëèâøèåñÿ ãîðîäà. Òàêîâû Âàøèíãòîí-Áîñòîí è Ëîñ-Àíæåëåñ, Ñàí-Ôðàíöèñêî â ÑØÀ; ãîðîäà Ðóðà â Ãåðìàíèè; Ìîñêâà, Äîíáàññ è Êóçáàññ â ÑÍÃ.
Êðóãîâîðîò âåùåñòâà è ýíåðãèè â ãîðîäàõ çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò òàêîâîé â ñåëüñêîé ìåñòíîñòè. Ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü åñòåñòâåííîãî ïîòîêà ýíåðãèè Çåìëè – 180 Âò/ì2, äîëÿ àíòðîïîãåííîé ýíåðãèè â íåì – 0.1 Âò/ì2.  ãîðîäàõ îíà âîçðàñòàåò äî 30-40 è äàæå äî 150 Âò/ì2 (Ìàíõýòòåí).
Íàä êðóïíûìè ãîðîäàìè àòìîñôåðà ñîäåðæèò â 10 ðàç áîëüøå àýðîçîëåé è â 25 ðàç áîëüøå ãàçîâ. Ïðè ýòîì 60-70% ãàçîâîãî çàãðÿçíåíèÿ äàåò àâòîìîáèëüíûé òðàíñïîðò. Áîëåå àêòèâíàÿ êîíäåíñàöèÿ âëàãè ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ îñàäêîâ íà 5-10%. Ñàìîî÷èùåíèþ àòìîñôåðû ïðåïÿòñòâóåò ñíèæåíèå íà 10-20% ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè è ñêîðîñòè âåòðà.
Ïðè ìàëîé ïîäâèæíîñòè âîçäóõà òåïëîâûå àíîìàëèè íàä ãîðîäîì îõâàòûâàþò ñëîè àòìîñôåðû â 250-400 ì, à êîíòðàñòû òåìïåðàòóðû ìîãóò äîñòèãàòü 5-6° Ñ. Ñ íèìè ñâÿçàíû òåìïåðàòóðíûå èíâåðñèè, ïðèâîäÿùèå ê ïîâûøåííîìó çàãðÿçíåíèþ, òóìàíàì è ñìîãó.
Ãîðîäà ïîòðåáëÿþò â 10 è áîëåå ðàç áîëüøå âîäû â ðàñ÷åòå íà 1 ÷åëîâåêà, ÷åì ñåëüñêèå ðàéîíû, à çàãðÿçíåíèå âîäîåìîâ äîñòèãàåò êàòàñòðîôè÷åñêèõ ðàçìåðîâ. Îáúåìû ñòî÷íûõ âîä äîñòèãàþò 1ì2 â ñóòêè íà îäíîãî ÷åëîâåêà. Ïîýòîìó ïðàêòè÷åñêè âñå êðóïíûå ãîðîäà èñïûòûâàþò äåôèöèò âîäíûõ ðåñóðñîâ è ìíîãèå èç íèõ ïîëó÷àþò âîäó èç óäàëåííûõ èñòî÷íèêîâ.
Âîäîíîñíûå ãîðèçîíòû ïîä ãîðîäàìè ñèëüíî èñòîùåíû â ðåçóëüòàòå íåïðåðûâíûõ îòêà÷åê ñêâàæèíàìè è êîëîäöàìè, à êðîìå òîãî çàãðÿçíåíû íà çíà÷èòåëüíóþ ãëóáèíó.
Êîðåííîìó ïðåîáðàçîâàíèþ ïîäâåðãàåòñÿ è ïî÷âåííûé ïîêðîâ ãîðîäñêèõ òåððèòîðèé. Íà áîëüøèõ ïëîùàäÿõ, ïîä ìàãèñòðàëÿìè è êâàðòàëàìè, îí ôèçè÷åñêè óíè÷òîæàåòñÿ, à â çîíàõ ðåêðåàöèé – ïàðêè, ñêâåðû, äâîðû – ñèëüíî óíè÷òîæàåòñÿ, çàãðÿçíÿåòñÿ áûòîâûìè îòõîäàìè, âðåäíûìè âåùåñòâàìè èç àòìîñôåðû, îáîãàùàåòñÿ òÿæåëûìè ìåòàëëàìè, îáíàæåííîñòü ïî÷â ñïîñîáñòâóåò âîäíîé è âåòðîâîé ýðîçèè.
Ðàñòèòåëüíûé ïîêðîâ ãîðîäîâ îáû÷íî ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ïðåäñòàâëåí “êóëüòóðíûìè íàñàæäåíèÿìè” – ïàðêàìè, ñêâåðàìè, ãàçîíàìè, öâåòíèêàìè, àëëåÿìè. Ñòðóêòóðà àíòðîïîãåííûõ ôèòîöåíîçîâ íå ñîîòâåòñòâóåò çîíàëüíûì è ðåãèîíàëüíûì òèïàì åñòåñòâåííîé ðàñòèòåëüíîñòè. Ïîýòîìó ðàçâèòèå çåëåíûõ íàñàæäåíèé ãîðîäîâ ïðîòåêàåò â èñêóññòâåííûõ óñëîâèÿõ, ïîñòîÿííî ïîääåðæèâàåòñÿ ÷åëîâåêîì. Ìíîãîëåòíèå ðàñòåíèÿ â ãîðîäàõ ðàçâèâàþòñÿ â óñëîâèÿõ ñèëüíîãî óãíåòåíèÿ.
Ýëåêòðîìàãíèòíûå çàãðÿçíåíèÿ
 íàñòîÿùåå âðåìÿ îñòàþòñÿ àêòóàëüíûìè âîïðîñû âëèÿíèÿ íà çäîðîâüå íàñåëåíèÿ è îêðóæàþùóþ ïðèðîäíóþ ñðåäó ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé (ÝÌÈ). Íàèáîëåå ìîùíûìè èñòî÷íèêàìè ÝÌÈ ÿâëÿþòñÿ òåëå- è ðàäèîñòàíöèè, ðàäèîëîêàöèîííûå óñòàíîâêè, ëèíèè ýëåêòðîïåðåäà÷ ñâåðõ- è óëüòðàâûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ.
Ïîâûøåíèÿ ðàäèîôîíà íàáëþäàåòñÿ â ðàéîíàõ àýðîïîðòîâ è ïðèëåãàþùèõ ê íèì òåððèòîðèé, ãäå óðîâíè ÝÌÈ ïðåâûøàþò äîïóñòèìûå ñàíèòàðíûå íîðìû. Îñîáåííî âûñîêèå óðîâíè ÝÌÈ îò ìå÷åíû â æèëûõ ðàéîíàõ ãîðîäîâ, àýðîïîðòû êîòîðûõ ðàñïîëîæåíû â ãîðîäñêîé ÷åðòå (Èðêóòñê, Ñî÷è, Ñûêòûâêàð, Ðîñòîâ-íà-Äîíó è äð.)
 ðÿäå ðåãèîíîâ ðåãèñòðèðóþòñÿ çíà÷èòåëüíûå óðîâíè ÝÌÈ îò âîåííûõ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ. Òàê, íåáëàãîïîëó÷íàÿ îáñòàíîâêà îò óðîâíÿ ÝÌÈ îòìå÷àåòñÿ â Àðõàíãåëüñêîé îáëàñòè, Ñòàâðîïîëüñêîì è Êðàñíîÿðñêèõ êðàÿõ è äð.
Ïëîòíîñòü ïîòîêà ìîùíîñòè ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëåé ðàäèîðåëåéíûõ ëèíèé ñâÿçè àýðîïîðòîâ äîñòèãàåò 1 ìÂÒ/ñì2, à âîåííûõ îáúåêòîâ çà÷àñòóþ ïðåâûøàåò 10 ìÂÒ/ñì2. Ýëåêòðîìàãíèòíûå èçëó÷åíèÿ òåëå- è ðàäèîñòàíöèé äîõîäÿò äî ñîòåí âàòò íà ìåòð, à ëèíèè ýëåêòðîïåðåäà÷ – äî 30êÂ/ì.
Âñå ýòè âåëè÷èíû çíà÷èòåëüíî (â 10 ðàç è áîëåå) ïðåâûøàþò äîïóñòèìûå óðîâíè.