Экология атмосферы. Классификация загрязняющих атмосферу веществ. Химические и физические загрязнители атмосферы

Лекция 4-5

ЭКОЛОГИЯ  АТМОСФЕРЫ

1. Строение и состав атмосферы.

2. Классификация загрязняющих атмосферу веществ.

3.  Химические загрязнители атмосферы.

4  Физические загрязнители атмосферы.

 Атмосфера (atmos –пар, греч.) 0- газообразная оболочка Земли - простирается на высоту  1,5-2 тыс.км и включает смесь различных газов, водяных и аэрозольных частиц.

По высоте и физическим свойствам атмосфера делится на:

1. Тропосфера (troposгреч. – поворот, направленность)

Высота достигает  8...10 км  на полюсах и 16...18 на экваторе. Температура понижается на 6 ⁰C на каждые 1000 м. В тропосфере совершаются почти все метеорологические процессы:  образуются перистые и кучевые облака, грозы, дожди, туманы, ветры, ураганы, т.е. формируется погода Земли. 80% всего атмосферного воздуха циркулирует именно в тропосфере.

2. Стратосфера  (stratum лат. –слой) [до 40 км].

Температура сначала падает,  затем повышается. Колеблется в  среднем около

-50 ⁰C. В ней образуются перламутровые облака.  Циркулирует 20% атмосферного воздуха, причем свыше 30% молекул диссоциированы на свободные атомарные [О] и [N]. Основная масса озона сосредоточена на высоте 25...35 км.

3.  Мезосфера  ( mesos греч. –средний) [до 80 км].

Температура вновь падает до -90 ⁰С.  Образуются  серебристые облака. В атмосфере преобладают азот и гелий.

4. Термосфера (terme греч – тепло) [до 850 км].

Температура повышается до 700 ⁰С. Происходит Северное сияние. Термосфера состоит в основном из гелия. Нижняя часть термосферы до 350 км называется ионосферой и состоит из ионов

5. Экзосфера (exe  греч –вне, снаружи) [до 850 км].

Температура в Экзосфере может доходить до 900 – 1500 ⁰ С Здесь земная атмосфера переходит в солнечную или в межпланетное пространство  на высоте свыше 2 тыс.км. Состоит в основном из водорода - "Водородная корона Земли".

Состав атмосферы и его антропогенное изменение (воздуха)

Общая масса атмосферы – 5,15·10 ¹⁵  т.

Состоит из:

1Смесь газов по обьему:

1) Азот N₂    – 78,08%

Количество N ежегодно уменьшается.

Причины:

1 Сел/хоз: 1 млрд т

Выращивание бобовыз культур (соя. Люцерна, фасоль и т.д.), которые утилизируют из атмосферы N, аккамулируют его в клубеньках на корнях в ионной форме.

2 Сжигание в ДВС вместе с воздухом (1200-2000⁰ С).

3 Хим. Промышленность (синтез аммиака, производство минеральных удобрений, синтетические волокна) – 90 млн. т       

2) Кислород О₂  – 20,94%

Количество О ежегодно уменьшается.(1,2·10 ⁵ т)

Причины:

1 Процессы горения

2 Вырубка лесов (80% вырублено)

3 Массовая гибель водорослей вследствие загрязнения мирового океана.      

3) Углекислый газ СО₂ – 0,033%

Количество СО₂ ежегодно увеличивается

Причины:

Аналогичные уменьшению количества О.

4) Примеси – 0,017%.

Количество ежегодно увеличивается

5) Озон О₃ – 10^- 6%.

Количество О₃ ежегодно уменьшается.

Причины:

1Выбросы оксида азота с выхлопными газами.

2 Галогенуглеводороды(фреоны)

11 Водяной пар в слое до 5 км (16,3 тыс.км: 85% - испарения от морей, 15% - с суши).

Количество водяных паров ежегодно увеличивается.

Причины:

1 Повышение температуры

2 Водохранилища

3 Выбросы паров предприятиями

4 Орошение

5 Полив улиц и газонов.

111 Аэрозоли (air –воздух,англ., sol –частица, нем.)

Аэрозоли –  взвешенные в газообразной среде частички твердых или жидких веществ.

Твердые – это пыль, дым.

Жидкие – это туман.

Итак, естественный состав атмосферы сбалансирован так, что является оптимальным для жизни и постоянным во времени.

Однако в результате антропогенного  воздействия состав  атмосферы меняется. Происходит загрязнение атмосферы.

Функции атмосферы

1. Атмосфера регулирует климат Земли;

2. Пропускает тепловое излучение Солнца;

3. Сохраняет тепло, излучаемое Землей;

4. Переносит влагу;

5. Участвует в газовом обмене веществ.

6 Действует как многослойный фильтр

Основной поток солнечного излучения в виде частиц - протонов и ядер водорода, радиоволн, УФ и ИК-излучения от ражаются  и поглощаются в ионосфере. Далее излучение,  постепенно ослабляясь, попадает в стратосферу, где встречаясь с молекулами кислорода, расщепляет их на атомарный [О], который затем присоединяется к другим молекулам кислорода, образуя новое вещество О₃.

Создается озоновый  экран,  поглощающий  основную  УФ-радиацию Солнца.     Остальные УФ-лучи необходимы для жизни и все живые организмы к ним адаптированы, т.е. приспособлены.

С другой стороны озоновый щит задерживает около  20%  ИК-излучения Земли, поддерживая тепловой режим Земли.

В плотных слоях атмосферы сгорают метеориты в результате высокотемпературного трения молекул о метеориты.

7 Среда для распространения звука

8 Среда для перемещения организмов (птицы, насекомые семена,пыльца)

9 Участвует в биотическом круговороте (атмосферном)

10 Создает атмосферное давление

11 Влияет на скорость вращения Земли

12 Влияет на интенсивность ЭМП Земли.

2 вопрос. Классификация загрязняющих атмосферу веществ.