Miljögeokemi Flashcards
Vilka är de 4a sfärerna? Förklara dem och hur de påverkar varandra.
Atmosfär (gashöljet runt jorden), hydrosfär (jordens hav och is), litosfär (de yttersta cirka 100 km av jorden dvs jordskorpan och övre delen av manteln) och biosfär (allt levande, ekosystemen). Allt påverkar allt.
Definiera begreppen vittring: kemisk, biologisk och mekanisk
Mekanisk vittring – en bergart bryts ned i mindre delar av yttre mekaniska krafter (fruset vatten, värme, tryckavlastning, vind osv. Exempelvis frostsprängning). Den kemiska sammansättningen förändras inte. Gör att bergarterna får en större ”angreppsyta”.
Biologisk vittring – genom biologisk aktivitet (rötter som går genom material, levande och förmultnande växter som avger syror)
Kemisk vittring – nedbrytning av en bergart tack vare vatten, syra eller syre. Sekundära mineral kan bildas.
Förklara varför vanligt regnvatten kan vittra silikatmineral
Koldioxid kan lösa sig i vatten. Därför är vårt regnvatten naturligt surt (pH 5.7), det står i jämnvikt med koldioxiden i atmosfären. Silikater har förmågan att binda koldioxid och neutralisera syra, därav vittrar silikatmineral av regnvatten. Det är dock en långsam vittringsprocess jämfört med vittring av karbonater.
Skriv en balanserad kemisk reaktion som visar hur koldioxid löser sig i vatten. Hur ändras pH i vattnet?
CO2 + H2O –> H2CO3. Vattnet blir surt
Beskriv vittringsreaktion för silikat? (generellt)
Primärt mineral + syra+ vatten => (1) Sekundär mineral + grundämnen lösta i vatten (inkongruent) eller (2) grundämnen lösta i vatten (kongruent).
(Inkongruent – delvis upplöst. Kongruent – helt upplöst.)
Rita en schematisk bild av en podsolprofil och beskriv enkelt vad som händer i varje skikt
Humuslagret – där bryts dött organiskt material ned. Kolsyra bildas.
Blekjord – där sker vittring av en del silikater. Ett surt område. Metalljoner försvinner och därmed blir jorden blek.
Rostjord – området har högre pH vilket gör att järnjonerna stannar och bildar järnoxider (rost).
Andra metalljoner så som magnesium, kalcium, kalium och natrium förs vidare och kommer ut till vattendrag.
Vilken sammansättning av gaser har dagens atmosfär?
78% kvävgas 21% syrgas 1% argon 0,039% koldioxid Resten andra gaser
Beskriv processer som kan ta upp koldioxid och på vilka tidsskalor detta sker. Skriv balanserade reaktioner för varje process.
*Fotosyntesen avlägsnar via skogen årligen 8,8 miljarder ton koldioxid ur atmosfären. Det motsvarar en tredjedel av de årliga koldioxidutsläppen från fossila bränslen. Uppehållstiden för en kolatom är på 1 dag - 100 år. CO2 + H2O –> CH2O + O2
*Koldioxid kan lösas i havsvattnet, vilket sedan kan bindas till kalkorganismer (tex koraller). Korallerna kan sedan bilda bergarten kalksten. Uppehållstiden för en kolatom är 10 – 100 år för koldioxid i ytvattnet. Det finns dock en omrörningstid i haven på 1 000 – 10 000 år och en sedimentomrörning på 100 000 år.
CO2 + H2O <=> HCO3- + H+
2Ca2+ + 2HCO3- 2CaCO3 + 2H+
*Karbonater (ex kalcit) kan lösa upp och neutralisera syra, dvs binda koldioxid. Bildade kalksediment kan lösas upp.
2CaCO3(s) +CO2(g)+ 2H2O <=> Ca2+ + 2HCO3-
*Vittring av silikater gör att koldioxid tas upp. Har en väldigt lång uppehållstid.
kalifältspat + kolsyra + vatten –> lermineral + lösta joner av kalium, bikarbonat och kisel
Varför tar havet inte upp koldioxid lika fort som människan adderar koldioxid till atmosfären?
Pga de olika omrörningstiderna som finns i havet. De långa uppehållstiderna gör att havet redan är mättat på koldioxid och hinner inte anpassas efter vår addering av koldioxid – allt står ju i jämvikt.
Beskriv hur koldioxid har reglerats i atmosfären under geologisk tid.
Under geologisk tid har koldioxid upptagits från atmosfären tack vare vittring av silikater. Vittringsprodukterna har sedan transporterats till havet – erosion. Koldioxiden binds då till kalkskal från plankton som sedan sjunker till havsbotten och sedan bildar kalksten. Bergarten omvandlas sedan till magma och därmed kommer koldioxiden ut i atmosfären igen via vulkanutbrott.
Vilka avfall genereras vid gruvdrift? Beskriv hur de uppkommer, deras egenskaper och hur de deponeras.
I gruvan under brytning får man gråberg. Man deponerar det någonstans utanför gruvan. Gråberg är mixade partiklar med olika storlek, från lerpartikel till block. Om gråberget är utan sulfider kan det användas till väg och dammbyggnad. Om möjligt återfyllnad till dagbrott efter brytning. Gråbergshögar med sulfider får mycket syre, tack vare vind och regn, och kan ge en stor vittring. Kan till och med ryka då en exoterm reaktion sker.
Efter anrikningsprocessen får man anrikningssand som deponeras ut via rör från processverket. Det är vattenblandat. Partikelstorleken är från silt till sand. Om deponin ej har naturliga väggar så kan man göra dammar. Dammarna måste vara väldigt täta med även porösa för att inte svämma över. Det blir ett högt tryck i dessa dammar då partiklarna är av varierande storlek och ordnas efter dessa efter transport. Ny teknik för deponering av anrikningssand är att göra en ”pasta” av sanden.
Vilka mineral kan bilda surt dräneringsvatten vid vittring?
Sulfider – järnsulfider är ett stort problem (pyrit)
Vad behövs för att pyrit ska vittra?
Pyrit vittrar av vatten och syre, det är en sulfid.
Hur kan man minska problemen med vittring av pyrit?
Se till att en av de nödvändiga faktorerna för vittring inte finns, dvs vatten eller syre, genom tex torrtäckning.
Varför är det effektivt att vattenmätta anrikningssand?
Det minskar syretillgången och hindrar därmed oxidation från att ske. Dessutom så hindras sanden från att blåsa iväg.
