Закономерности формирования примесного состава объектов окружающей среды

• Автор: Супрунова, Ирина Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Введение

Глава I. Состав объектов окружающей среды литературный обзор

1.1. Распространенность химических элементов

1.1.1. Современные представления о механизмах образования химических элементов

1.1.2. Распространенность и распределение химических элементов закон ГольдшмидтаФерсмана и КларкаВернадского

1.1.3. Феноменологическая модель распространенности химических элементов

1.1.4. Статистические закономерности распространенности химических элементов в различных объектах

1.1.5. Методы проверка гипотез с использованием критерия Пирсона

1.1.6. Примеры закономерностей распространенности химических элементов в природных объектах

1.2. Распределение физикохимических свойств элементов

1.2.1. Статистические представления о функциональном виде распределения физикохимических свойств элементов
1.3. Распределение элементов в объектах окружающей среды
1.3.1. Статистические закономерности формирования элементного состава природных и техногенных объектов
1.3.2. Функции распределения концентрационного состава природных объектов
1.3.3. Функции распределения примесного состава техногенных объектов
1.4. Методы описания примесного состава различных объектов
1.4.1. Связь плотностей вероятности распределений физикохимических свойств и концентраций элементов в различных объектах
1.4.2. Метод порядковых статистик
Глава II. Статистические закономерности формирования физикохимических свойств элементов
2.1. Изучаемый массив данных по физикохимическим свойствам элементов
2.2. Численное моделирование изменения функции распределения в стохастическом процессе
2.3. Порядковая статистика физикохимических свойств элементов
2.3.1. Связь между интегральной и дифференциальной функциями распределения
2.3.2. Интегральная функция распределения физикохимических свойств химических элементов
Глава III. Статистические закономерности формирования состава объектов окружающей среды
3.1. Изучаемый массив данных по концентрационному составу объектов окружающей среды
3.2. Изучение дифференциальных функций распределения примесного состава природных объектов
3.2.1. Расчет концентраций элементовпримесей в природных объектах в мольных долях
3.2.2. Примесный состав и суммарная концентрация примесей в изучаемых объектах
3.2.3. Представление об абсолютно грязном и абсолютно чистом объекте
3.3. Исследование интегральных функций распределения примесного состава природных объектов
3.3.1. Метод порядковых статистик при изучении концентрационного состава земной коры
3.3.2. Интегральные функции распределения значений суммарной концентрации примесей в изучаемых объектах
3.3.3. Интегральные функции распределения среднего значения медианы нормального распределения в изучаемых объектах
3.3.4. Интегральные функции распределения значений стандартного отклонения нормального распределения в изучаемых объектах
3.3.5. Интегральные функции распределения значений критерия Пирсона для изучаемых объектов
Заключение
Литература
Приложение 1. Таблицы данных и результаты расчета параметров дифференциальной функции распределения по физикохимическим свойствам элементов Приложение 2. Таблицы данных и результаты расчета параметров дифференциальной функции распределения по концентрационному составу природных объектов
Введение


Сопоставление распространенности химических элементов в неживых геосферах и в живом веществе позволяет рассматривать процессы зарождения и эволюции жизни на земле с биогеохимических позиций, оценивать влияние элементного фона на развивающуюся на нем жизнь, рассматривать ряд более частных задач. Не удивительно, что вопросом составления и сопоставления подобных массивов уделяется большое внимание. Однако, простое сопоставление даже очень надежных сводок крайне затруднительно. В связи с этим важно выявить общие закономерности, позволяющие описывать элементный состав системы с помощью минимального числа параметров. Вероятно, правильно было бы решить эту проблему, опираясь на законы образования химических элементов для первоначальной распространенности и их химических свойств при дальнейшем их перераспределении в различных системах. Современные представления о нуклеогенезе как на стадии возникновения Вселенной, так и на более поздних стадиях базируются на ядерном синтезе, взаимодействии ядер с нейтронами, выгорании ядер, радиоактивном распаде и т. Эти закономерности слишком сложны для их практического применения к конкретной поставленной цели определению функций распределения величин концентраций. В космологических условиях, на дозвездиой стадии шло образование гелия через дейтерий, полученный путем протоннейтронной реакции. Побочными продуктами были небольшое количество У6 и Ве7. Далее элементы образуются в звездах, преимущественно большой массы. В них изза сжатия температура и плотность повышается, и возникают условия для трехмолекулярной реакции ЗНе4С. Затем путем присоединения ядер гелия, а также путем слияния ядер углерода друг с другом и с другими ядрами образуются элементы вплоть до железа и никеля. Железо последний элемент, который образуется естественным образом в ходе выделения энергии, это последний элемент термоядерного горения. На этой стадии звезда взрывается и выбрасывает все элементы. Образование элементов более тяжелых, чем железо, требует затраты энергии. Такие элементы образуются путем захвата нейтронов. Каждый элемент, захватывая нейтрон, превращается в более тяжелый изотоп того же элемента, постепенно делается радиоактивным и при Р распаде один из нейтронов ядра превращается в протон одновременно происходит испускание электрона и антинейтрино. Данный элемент превращается в соседний, следующий элемент таблицы Менделеева. При этом облегчается и захват новых нейтронов. Существуют элементы, у которых есть лишние протоны, и недостает нейтронов. Такие элементы присоединением нейтронов получить нельзя, их называют обойденными. Небольшое количество обойденных элементов образуется под действием нейтрино, превращающего внутри ядра нейтрон в протон. Итак, все химические элементы можно разбить на 2 основные группы, соответственно способу их образования. Первая группа элементы, расположенные в верхней части таблицы Периодической системы, до железа включительно. Другая большая группа элементы, полученные путем захвата нейтронов. В конце XIX в. США Ф. Кларк начал свою многолетнюю работу по определению химического состава земной коры на основании статистического обобщения данных анализов 6, 7. Цифровые значения содержания элементов, опубликованные в г. Ф. Кларк установил, что в составе земной коры преобладают восемь химических элементов кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, калий и натрий. В честь ученого, который наметил путь к количественной оценке распространенности химических элементов, А. Е. Ферсман в г. В настоящее время кларки элементов принято выражать в единицах распространенности атомов кремния, которая принимается за 6 8. В г. Дж. Оддо обратил внимание на то, что в земной коре преобладают элементы с четным порядковым номером и четной атомной массой. Более подробно это явление было изучено американским ученым Гаркинсом. Оно получило название правила ОддоГаркинса из двух соседних элементов таблицы химических элементов Д. И. Менделеева содержание в земной коре четного элемента обычно больше. Но из этого правила есть исключения, которые хорошо видны на графике см. Эти исключения связаны с радиоактивностью ядер. Ядра радиоактивных элементов не стабильны, они непрерывно разрушаются, превращаясь в стабильные.