оматический углеводород

ppb части на 10'

ррш части на миллион

пхб полихлорированные бифенилы 1.1. Что такое химия окружающей среды ?

г ионный радиус

S энтропия (Дж ? моль-' ? К"1) Вероятно, будет правильным сказать, что термин «химия окрус секунда (время) жающей среды» не имеет четкого определения. Для разных

(тв) твердый людей он означает разное. Мы не собираемся предлагать новое

Т абсолютная температура (кельвин) определение. Ясно, что специалисты по химии окружающей

ТБО трибутилолово среды принимают участие в решении важных вопросов по

УФ ультрафиолетовое излучение состоянию окружающей среды — истощению озонового (03)

В вольт (электрический потенциал) слоя стратосферы, глобальному потеплению и им подобных.

V объем Кроме того, установлена роль химии окружающей среды в проВт ватт (сила — Дж ? с-1) блемах регионального и локального масштабов — например,

вес. % весовые проценты влиянии кислотных дождей и загрязнении водных ресурсов. Это

2 атомный номер краткое обсуждение иллюстрирует четкую связь в нашем сог заряд знании между химией окружающей среды и существованием

|г| модуль заряда человечества. Для многих людей «химия окружающей среды»

безоговорочно связана с «загрязнением». Мы надеемся, что эта

книга продемонстрирует ограниченность такого взгляда и показначения жет^ что Предмет <,химии окружающей среды» гораздо шире.

а альфа-частица (радиоактивное излучение) Такие термины, как разного рода загрязнения, имеют мало

Т коэффициент активности смысла вне рамок для сравнения. Как можно надеяться понять

У гамма-частица (радиоактивное излучение) поведение и влияние химических загрязнителей без понимания

8 обозначение стабильного изотопа (вставка 5.2) тог0'как Действуют природные химические системы? В течение

S- частичный отрицательный заряд многих лет сравнительно небольшая группа ученых неуклонно

5+ частичный положительный заряд разгадывала тайну действия химических систем Земли — как в

Д изменение настоящее время, так и в геологическом прошлом. Обсуждение

? сумма в этой книге обрисовывает лишь небольшую часть этого материт время пребывания зла. Наша цель — продемонстрировать различные масштабы,

Я степень насыщения скорости и типы природных химических процессов, встречающихся на Земле. Мы также пытаемся показать существующее

Константы или возможное влияние, которое человек может оказать на

природные химические системы. Значение антропогенных возF постоянная Фарадея (6,02 ? 10й е-) Действий обычно наиболее понятно, если возможно прямое

Л газовая постоянная (8,314 Дж ? моль-1 • К-1) сравнение с нетронутыми природными системами.

14 ГЛАВА 1

ВВЕДЕНИЕ 15

В основном в книге рассматривается Земля в современном ее состоянии или какая она была в течение последних нескольких миллионов лет, а химия воды на ее поверхности — это тема, к которой мы периодически возвращаемся. Здесь подчеркивается связь между природными химическими системами и живыми организмами (не только человеком), поскольку вода является ключевым компонентом поддержания жизни. Мы начнем с объяснения того, как возникли основные околоповерхностные компоненты Земли — кора, океаны и атмосфера — и как эволюционировал их общий химический состав. Поскольку все химические вещества построены из атомов отдельных элементов (вставка 1.1), мы начинаем с происхождения этих основных химических компонентов.

ВСТАВКА 1.1. Элементы, атомы и изотопы

Элементы состоят из атомов — мельчайших частиц элемента, которые могут принимать участие в химических реакциях. Атомы имеют три основные составляющие: протоны, нейтроны и электроны. Протоны заряжены положительно и несут массу, равную массе атома водорода. Нейтроны не заряжены и имеют массу, равную массе протона. Масса электронов составляет около 1/1836 массы протонов, они несут отрицательный заряд, равный (положительному) заряду протонов.

Атомы электронейтральны, поскольку имеют одинаковое количество (2) протонов и электронов. Величина Z известна как атомный номер, отражающий химические свойства элемента.

Атомный вес одного атома определяется его массовым числом; основная масса атома сосредоточена а ядре.

Массовое число = число протонов (Z) + число нейтронов (N). (1) Из уравнения (1) видно, что масса элемента может меняться в результате изменения числа нейтронов. Это не влияет на химические свойства элемента (которые определяются величиной Z). Атомы элемента, различающиеся по массе (т. е. N), называются изотопами. Например, атомы углерода имеют число/?, равное 6, но массовые числа, равные 12, 13 и 14, т. е.:

1!С, |3С, ИС (изотопы углерода). В общем, когда число протонов и нейтронов в ядре почти одинаково (т. е. различается на 1 или 2) — изотопы стабильны. По мере того как числа N и Z становятся менее похожими, изотопы склонны к нестабильности и разрушаются в процессе радиоактивного распада (обычно отдавая тепло) до более устойчивых изотопов.

Рис. 1. Представление атома водорода. Точки показывают положение электрона по отношению к ядру. Электрон дви