Таким образом, обращение к экологии человека вновь и вновь указывает на тесную связь людей с природной средой, на их коренное родство с природным миром, подчиненность его законам.
Вместе с тем уже на уровне физиологии можно выделить свойства человеческого организма, принципиально отличающие его от животного мира, обуславливающие его особое место в биосфере, его становление и развитие как человека общественного.
Так, человек отличается объемом мозга, заметно превышающим мозг остальных животных. Для человека характерно вертикальное хождение, прямой вертикальный позвоночник, развитые передние конечности (руки). Человек имеет развитую высшую нервную систему. Вторая сигнальная система характеризуется речью, за которой стоят развитое мышление, способность анализировать, строить планы, предвидеть последствия своих действий - все это позволяет говорить о человеке как существе разумном.
Подобные физиологические отличия лежат в основе его общественной сущности, характеризующейся тем, что у человека помимо природной существует общественная среда, представляющая сложную совокупность общественных отношений и связей. Наличие такой среды позволяет говорить о социальной экологии человека.
2. Натрий: миграция, биофильность, технофильность, техногенное геохимическое давление
Na, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 11, атомная масса 22,98977; относится к щелочным металлам. Название (от араб. натрун) первоначально относилось к природной соде. Серебристо-белый металл, мягкий, легкий (плотность 0,968 г/см³), легкоплавкий (tпл 97,86 °C). На воздухе быстро окисляется. Взаимодействие с водой может сопровождаться взрывом. Занимает 6-е место по распространенности в земной коре (минералы галит, мирабилит и др.) и 1-е среди металлических элементов в Мировом океане. Применяют для получения чистых металлов (К, Zr, Та и др.), как теплоноситель в ядерных реакторах (сплав с калием) и источник свечения в натриевых лампах. Натрий участвует в минеральном обмене всех живых организмов.
Мировое производство натрия – 2*107 т/год, запасы натрия неограниченны, содержание натриия в человеческом организме - 100 г. Поступление с пищей и жидкостью – 4,4 г, выделение с мочой – 3,3 г, выделение с фекалиями – 0, 1 г, выделение с потом – 0, 87 г, в волосах человека содержится 0,0001 г натрия.
Технофильность (соотношение количества добываемого элемента к его содержанию в земной коре) натрия равна: 2*107/ 3 * 10 19 *100 = 0,67*10-10%
Биофильность (отношение среднего содержания элемента в живом веществе планеты к содержанию в земной коре) натрия равна: 0,02/2,5*100 = 0,8 %
Деструктивная активность - отношение массы элемента годовой добычи и выбросов в окружающую среду к массе элемента биологической продукции наземных растений в течении года натрия равна 5[3].
3. Биогеохимическая функция натрия
Биогенная функция натрия заключается в следующем: в пределах т. н. биогеохимических провинций возникают формы организмов, накапливающие иногда значительные количества химического элемента, т. е. имеет место интенсивная биогенная миграция. Известно также, что организмы участвуют в нарушении изотопного состава ряда лёгких химических элементов (углерода, кислорода, серы). Как правило, в биогенных процессах организмами поглощаются преимущественно более лёгкие изотопы.
4. Геохимическая характеристика натрия в различных средах
Натрий - типичный элемент верхней части земной коры. Содержание натрия в земной коре составляет 2,64%.
Среднее содержание его в литосфере 2,5% по массе, в кислых изверженных породах (граниты и другие) 2,77, в основных (базальты и другие) 1,94, в ультраосновных (породы мантии) 0,57. Благодаря изоморфизму Na+ и Ca2+, обусловленному близостью их ионных радиусов, в магматических породах образуются натриево-кальциевые полевые шпаты (плагиоклазы). В биосфере происходит резкая дифференциация Натрия: осадочные породы в среднем обеднены Натрием (в глинах и сланцах 0,66%), мало его в большинстве почв (среднее 0,63%). Общее число минералов Натрия 222. Na слабо задерживается на континентах и приносится реками в моря и океаны, где его среднее содержание 1,035% (Na - главный металлический элемент морской воды). При испарении в прибрежно-морских лагунах, а также в континентальных озерах степей и пустынь осаждаются соли Натрия, формирующие толщи соленосных пород. Главные минералы, являющиеся источником Натрия и его соединений, - галит (каменная соль) NaCl, чилийская селитра NaNO3, тенардит Na2SO4, мирабилит Na2SO4·10H2O, трона NaH(CO3)2·2H2O. Na - важный биоэлемент, в живом веществе в среднем содержится 0,02% Na; в животных его больше, чем в растениях.
Согласно классификации Колосовского, натрий входит в цикл металлорудных ресурсов и металлов.
6. Производства по добыче натрия
Огромные отложения солей натрия в сравнительно чистом виде существуют на всех континентах. Они являются результатом испарения древних морей. Этот процесс по-прежнему продолжается в озере Солт-Лейк (штат Юта), Мертвом море и других местах. Натрий встречается в виде хлорида NaCl (галит, каменная соль), а также карбоната Na2CO3·NaHCO3·2H2O (трона), нитрата NaNO3 (селитра), сульфата Na2SO4·10H2O (мирабилит), тетрабората Na2B4O7·10 H2O (бура) и Na2B4O7·4H2O (кернит) и других солей.
Неиссякаемые запасы хлорида натрия есть в природных рассолах и океанических водах (около 30 кг м–3). Подсчитано, что каменная соль в количестве, эквивалентном содержанию хлорида натрия в Мировом океане, занимала бы объем 19 млн. куб. км (на 50% больше, чем общий объем Североамериканского континента выше уровня моря). Призма такого объема с площадью основания 1 кв. км может достичь Луны 47 раз[4].
Сейчас суммарное производство хлорида натрия из морской воды достигло 6–7 млн. т в год, что составляет около трети общей мировой добычи.
Основной промышленный метод получения натрия - электролиз расплава поваренной соли NaCl, содержащей добавки KCl, NaF, CaCl2 и другие, которые снижают температуру плавления соли до 575-585 °C. Электролиз чистого NaCl привел бы к большим потерям Натрия от испарения, так как температуры плавления NaCl (801 °C) и кипения Na (882,9 °C) очень близки. Электролиз проводят в электролизерах с диафрагмой, катоды изготовляют из железа или меди, аноды - из графита. Одновременно с Натрием получают хлор. Старый способ получения Натрия - электролиз расплавленного едкого натра NaOH, который значительно дороже NaCl, однако электролитически разлагается при более низкой температуре (320-330 °C).
Добыча соли ведется различными способами. К основным относятся 4 технологии: получение хлористого натрия в растворах, выпаривание соли на солнце (озерной и морской), подземная добыча каменной соли, производство вываренной соли вакуумным методом. Наиболее высококачественным видом соли является вакуумная, на которую, однако, приходится небольшая по количеству часть производства соли. Конкретные технологии производства соли в различных странах мира сильно разнятся - от самых примитивных солеварок, базирующихся на ручном труде годовой производительностью в несколько десятков тонн продукта до крупных полностью автоматизированных производств, рассчитанных на выпуск нескольких миллионов тонн соли ежегодно. Оригинальная технология получения соли используется в Японии, где отсутствуют ее крупные залежи и нет свободных участков земли для выпаривания соли на солнце. В этой стране соль для пищевой промышленности и, особенно, для индивидуального потребления населением получают непосредственно из морской воды на основе ионно-обменной технологии.
Хлористый натрий выпускается в основном в виде растворов и выпаренной на солнце соли: на эти виды приходится по 35% мирового производства, доля каменной соли в мировом производстве составляет около 30%.
Структура мирового производства соли (в %) приведена в табл. 1
Таблица 1
Структура мирового производства соли (в %)
| Всего | 100 |
| в том числе | |
| Выпаренная на солнце | 35 |
| Рассолы/растворы | 35 |
| Каменная | 30 |
Динамика мирового производства соли в отличие от многих других сырьевых товаров не подвержена резким конъюнктурным изменениям и характеризуется в целом умеренными темпами роста. В 1997г. общий объем ее мирового производства превысил уровень 1992г. на 5,5%. Умеренные темпы роста производства были характерны в последние годы почти для всех стран мира. Исключением являются две небольшие группы стран, где в связи с серьезными и длительными экономическими трудностями или военными действиями производство соли существенно сократилось (Украина, РФ, Иран, Беларусь, Сьерра-Леоне, Югославия, Азербайджан, Хорватия, Эфиопия) - первая группа, и вторая группа государств, где в результате освоения новых методов добычи или открытием новых производств выпуск соли заметно увеличился (Чили, Болгария, Тайланд, Намибия, Тайвань, Ботсвана, Греция, Мозамбик).