Какие экологические функции выполняет атмосфера в чем важность чистоты атмосферы

Экологические функции атмосферы

Экологические функции атмосферы определяются ее химическим составом и физическими свойствами.

· Трофическаяфункция атмосферы обусловлена присутствием в ней азота, как исходного компонента синтеза белка аутотрофами, и углекислого газа, как исходного компонента синтеза углеводов.

· Энергетическаяфункция атмосферы связана с наличием в ней кислорода. В процессе окисления органических веществ кислородом происходит их постепенное превращение в более простые соединения с высвобождением энергии.

· Защитнаяфункция атмосферы состоит в предотвращении губительного действия на живые организмы жесткого коротковолнового ультрафиолетового излучения за счет присутствия главным образом в стратосфере озона, а также низкочастотных радиоволн и космического излучения за счет экранирующего эффекта заряженных частиц ионосферы.

Антропогенное воздействие на атмосферу

Антропогенное воздействие на атмосферу может проявляться в различных видах.

Первым из них можно указать нарушение газового баланса.

Нарушение баланса азота атмосферы происходит, с одной стороны, за счет промышленного производства азотных удобрений, азотной кислоты и ее солей при использовании в качестве исходного компонента атмосферного азота, с другой стороны – вследствие поступления в атмосферу оксидов азота, образующихся в процессе сжигания топлива в топливно-энергетических установках и двигателях внутреннего сгорания, а также в ходе разложения азотсодержащих минеральных удобрений.

Сокращение запасов кислорода в атмосфере и, наоборот, увеличение содержания углекислого газа связано с несколькими причинами:

— сокращение зеленого покрова на Земле (вырубка лесов, отчуждение земель под строительство);

— уменьшение поступления кислорода от морских зеленых водорослей в связи с загрязнением Мирового океана;

— нарастающие потребление кислорода и выброс углекислого газа промышленностью и транспортом (сжигание топлива и горючего).

Снижение концентрации озона в верхних слоях атмосферы (стратосфере) происходит вследствие его разрушения фреонами (фторхлорпроизводными метана, этана, циклобутана и других углеводородов), используемыми в качестве репеллентов в аэрозольных баллонах, в холодильной технике, в бытовых и промышленных кондиционерах как хладагенты, а также оксидами азота.

Вторым видом антропогенных воздействий на атмосферу

является изменение климата, обусловленное следующими факторами:

— выброс углекислого и других газов, поглощающих инфракрасное излучение;

— изменение в характере поверхности суши и, следовательно, ее отражательной способности;

— рост концентрации аэрозолей в атмосфере;

— разрушение озонового экрана (снижение защиты от избытка солнечного излучения);

— выбросы тепловых отходов.

Третий вид антропогенного воздействия на атмосферу – загрязнения. Данный вид антропогенного воздействия заслуживает наибольшего внимания, поскольку указанные первые два вида воздействия в значительной степени обусловлены именно загрязнениями.

Загрязнения атмосферы

К основным видам загрязнений атмосферы можно отнести механическое, химическое, биологическое.

Механическое загрязнение атмосферы обусловлено поступлением в нее взвешенных веществ – пыли и дыма, различающихся величиной частиц. Дым представлен взвешенными веществами с размером частиц менее 1 мкм. Частицы взвешенных веществ с размерами более 1 мкм образуют пыль.

К основным источникам поступления взвешенных веществ в атмосферу можно отнести энергетические установки, отдельные виды промышленных предприятий, транспорт.

Энергетические установки выбрасывают в атмосферу взвешенные вещества в процессе сжигания топлива: пыль в виде золы при горении угля, дым – при использовании мазута.

Транспорт служит источником дыма за счет сжигания бензина, керосина, дизтоплива в двигателях и пыли за счет разрушения и ресуспензирования покрытий дорог, истирания автопокрышек.

Присутствие взвешенных веществ в атмосфере в значительных концентрациях оказывает негативное влияние на условия обитания живых организмов, в том числе человека, в районе запыления или задымления.

Во-первых, запыление влияет на прозрачность атмосферы, ухудшает естественное освещение, снижает ультрафиолетовую радиацию, способствует туманообразованию за счет конденсации паров воды на взвешенных частицах.

Во-вторых, пыль, закупоривая поры листьев растений, затрудняет образование хлорофилла, что влияет на баланс газов в атмосфере (концентрация кислорода снижается, количество углекислого газа повышается), урожайность сельскохозяйственных культур.

В-третьих, взвешенные вещества могут содержать компоненты, оказывающие токсическое действие (свинец), аллергическое (урсол, белок), раздражающее (сода, табак), канцерогенное (3,4 – бенз(а)пирен).

В-четвертых, загрязнение воздуха взвешенными веществами оказывает неблагоприятное эстетическое воздействие (быстрое загрязнение стекол, мебели).

Химическое загрязнениеатмосферы связано с поступлением в нее химических веществ в составе газов, паров, твердых аэрозолей конденсации и дезинтеграции (пыли и дыма).

Общее число химических загрязнителейатмосферы исчисляется несколькими сотнями. Из них наиболее распространенными служат соединения серы, азота, углерода.

Соединения серы в атмосферном воздухевстречаются, главным образом, в виде оксидов серы и сероводорода.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха оксидами серыявляются:

— энергетические установки (за счет сжигания топлива, содержащего соединения серы – угля, мазута);

— предприятия цветной и черной металлургии (за счет присутствия серосодержащих соединений в руде);

— предприятия химической промышленности (особенно предприятия по производству серной кислоты, а также предприятия, использующие серную кислоту в качестве реагента);

— нефтеперерабатывающие предприятия (за счет окисления серы, содержащейся в нефти).

Основными источниками поступления сероводорода в атмосферный воздух являются предприятия по добыче и переработке нефти и предприятия вискозной промышленности.

Соединения азота в атмосферном воздухе представлены, главным образом, оксидами азота.

Ведущими источниками загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота являются предприятия химической промышленности и транспорт.

Из предприятий химической промышленности основное значение, как источники выбросов оксидов азота в атмосферу, имеют предприятия по производству серной кислоты, где они используются в качестве катализатора, а также предприятия по производству азотных минеральных удобрений.

В процессе работы двигателей автотранспорта оксиды азота образуются и поступают в воздух вследствие окисления азота, содержащегося в горючем, как продукте переработки нефти.

Неорганические соединения углерода, как загрязнители атмосферного воздуха, представлены, главным образом, оксидом углерода.

Оксид углерода – продукт неполного сгорания топлива. В атмосферный воздух его выделяют:

— предприятия черной металлургии;

Органические соединения углерода, поступающие в атмосферу, представлены, главным образом, углеводородами: парафинами, олефинами, этиленом, бензолом, бензпиренами (в том числе 3,4 – бенз(а)пиреном).

Основными источниками поступления углеводородов в атмосферный воздух служат:

Кроме перечисленных соединений, достаточно широко распространенными загрязнителями атмосферы служат соединения тяжелых металлов: ртути, кадмия, таллия, мышьяка, свинца, цинка, хрома и др., поступающие в атмосферу с выбросами металлургических, электроламповых заводов, теплоэлектростанций.

В последние годы много пишут о диоксинах, которые относятся к высокоопасным соединениям в связи с чрезвычайно высокой токсичностью, способностью вызывать отдаленные эффекты действия (мутагенное, канцерогенное, гонадотоксическое, терратогенное) высокой кумулятивностью в окружающей среде. Основными источниками их поступления в атмосферу служат предприятия химической промышленности, металлургические, нефтеперерабатывающие заводы, а также процессы сжигания отходов, светокопировальные работы.

Основным неблагоприятным эффектом всех химических загрязнителей атмосферы является токсическое действие на живые организмы: растения, животных и человека.

Во-вторых, вызываемое химическими загрязнителями атмосферы нарушение жизнедеятельности растений приводит к нарушению баланса газов в атмосфере.

В-четвертых, отдельные химические загрязнители (фреоны и оксиды азота) способствуют разрушению озонового слоя, снижая защитную функцию атмосферы.

В-пятых, химические вещества, загрязняющие атмосферу, оседая или выпадая с осадками на поверхность почвы или воды, нарушают нормальное течение процессов их самоочищения.

Биологическое загрязнение атмосферы может быть представлено двумя видами: микробиологическим и биохимическим.

Микробиологическое загрязнение атмосферы обусловлено присутствием в ней микроорганизмов. Основным источником загрязнения воздуха микроорганизмами является почва. Из почвы в атмосферу обычно поступают сапрофиты, т.е. непатогенные микроорганизмы. В местах массовых скоплений людей (на центральных улицах, стадионах) возможно поступление в воздух патогенных микроорганизмов из органов дыхания человека – чаще возбудителей гриппа и туберкулеза.

Биохимическое загрязнение атмосферы продуктами жизнедеятельности животных (продуктами разложения мочи и фекалий) обычно наблюдается в зоне влияния животноводческих комплексов, птицефабрик, мясокомбинатов.

Загрязнение воздуха продуктами микробиологического синтеза может происходить в районе размещения предприятий по микробиологическому синтезу белка. Неблагоприятное действие биохимического загрязнения атмосферы и загрязнения воздуха продуктами микробиологического синтеза состоит в появлении неприятного запаха, развитии сенсибилизации.

Источник

Экологическая характеристика атмосферы и влияние её на жизнедеятельность

Содержание:

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых тем для рефератов по БЖД:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Из-за огромных выбросов техногенных газов и веществ, достигающих многих миллиардов тонн в год, нарушается газовый состав атмосферы. Углекислый газ (углекислый газ) играет очень важную роль в составе атмосферы, которая играет важную роль не только в жизни человека, но и в выполнении атмосферной функции защиты подстилающей поверхности от перегрева и переохлаждения. Однако экономическая деятельность человека нарушила естественный баланс выброса и ассимиляции СО2 в природе, что привело к увеличению его концентрации в атмосфере.

Наука еще не полностью прояснила некоторые важные элементы цикла CO2. Вопрос о количественной характеристике связи между увеличением концентрации этого газа в атмосфере и мерой его способности задерживать обратное излучение в космическое пространство тепла, получаемого землей от Солнца, остается неясным. Тем не менее, бесспорное увеличение концентрации СО2 в атмосфере свидетельствует о глубоком нарушении одного из компонентов глобального равновесия в биосфере, которое в сочетании с другими нарушениями может иметь весьма серьезные последствия.

Многие современные искусственные вещества, попадая в атмосферу, представляют значительную угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и дикой природе. Некоторые из этих веществ могут переноситься ветром на большие расстояния. Для них нет границ государств, поэтому эта проблема носит международный характер.

Наконец, еще одной серьезной проблемой является повышение запыленности атмосферы из-за антропогенных факторов. По разным оценкам, поступление техногенных, воздушнодесантных частиц (аэрозолей) в атмосферу Земли достигает 1-2. 6 миллиардов ежегодно. т и равно числу аэрозолей природного происхождения. В результате за последние 50 лет общее содержание пыли в атмосфере увеличилось на 70%.

Значение и функции атмосферы

Основным источником водяного пара в атмосфере является испарение с поверхности наземных водоемов, и особенно Мирового океана. Наличие водяного пара в атмосфере создает определенную влажность, которая имеет большое значение для жизнедеятельности организмов.

Молекулярный азот может потребляться (фиксироваться) в качестве питательного элемента, огромное количество различных почвенных и водных бактерий и пищевых цепочек попадают в разнообразные живые организмы на Земле.

На высоте 80-800 км расположена ионосфера, или термосфера. Ионосфера в основном образована ионами, продуктами разрушения атомов космическими лучами. На высоте 150-600 км температура в этом слое атмосферы поднимается до 1500?С, вследствие ионизации, возникает свечение, которое наблюдается на Земле в виде полярного сияния.

Самая верхняя, сильно разряженная часть атмосферы называется экзосферой. Температура здесь достигает 2000 градусов?С. в экзосфере газы находятся в атомарном состоянии. Экзосфера постепенно перемещается в межпланетное пространство.

Атмосфера оказывает огромное влияние на живые организмы и биологические процессы, происходящие на суше и в море. Наиболее важными из них являются:

Существование живого вещества в биосфере невозможно без современной атмосферы. Атмосфера в ее нынешнем состоянии является продуктом длительного исторического процесса и претерпела ряд существенных изменений в ходе эволюции.

Основным потребителем воздуха в природе является растительный и животный мир Земли. Воздух необходим для всей жизни на Земле. Человек ежедневно потребляет 12-15 кг воздуха, вдыхая каждую минуту от 5 до 100 литров, что значительно превышает среднюю суточную потребность в пище и воде. Но для нормальной жизни людей необходим не только воздух, но и определенная его чистота. От качества воздуха зависит здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий и сооружений. Загрязненный воздух вреден для воды, суши, морей и почв.

Атмосфера надежно защищает человека от многочисленных опасностей, угрожающих ему из космоса. Метеориты, подавляющее большинство которых не превышает размеров горошины, под действием земного притяжения с огромной скоростью (от 11 до 64 км/ч) врезаются в атмосферу планеты, нагреваются там в результате трения с воздухом и на высоте около 60-70 км по большей части сгорают. На верхнюю границу атмосферы ежесекундно обрушивается лавина космического излучения. Если бы они достигли поверхности Земли, то вся жизнь на земле мгновенно исчезла бы.

Газовая оболочка защищает Землю от чрезмерного охлаждения и нагрева. Благодаря этому на Земле нет резких переходов от мороза к жаре и обратно. Если бы Земля не была окружена воздушной оболочкой, то в течение одного дня амплитуда колебаний температуры достигала бы 200?Субъект: день был бы очень жарким (выше 100?В), а ночью мороз (-100?После). Между зимними и летними температурами будет еще большая разница. Именно благодаря атмосфере средняя температура на Земле составляет примерно 15? С.

Значение атмосферы в распределении света также велико. Его воздух расщепляет солнечные лучи на миллион маленьких лучей, рассеивает их и создает равномерное освещение, к которому мы привыкли. Воздушная оболочка придает нашему небу голубой цвет, так как молекулы основных элементов воздуха и различные примеси, содержащиеся в нем, в основном рассеивают лучи с короткой длиной волны, то есть фиолетовые, синие и синие.

Атмосфера также служит проводником звуков. Без него земля была бы безмолвна, и человеческая речь была бы невозможна.

Физико-химические характеристики атмосферы, отличающиеся от адекватных, могут негативно сказаться на здоровье людей, их работоспособности и продолжительности жизни.

Атмосферный воздух широко используется в качестве природного ресурса в народном хозяйстве. Минеральные азотные удобрения, азотная кислота и ее соли получают из атмосферного азота. Аргон и азот используются в металлургии, химической и нефтехимической промышленности. Кислород и водород также получают из атмосферного воздуха.

Характеристика основных антропогенных атмосферных примесей

Проблема загрязнения атмосферы касается всего человечества. Наиболее остро она проявилась в промышленно развитых странах. Ущерб здоровью человека от загрязнения атмосферного воздуха ничуть не меньше, чем от выброса отходов, промышленных и бытовых отходов в водоемы.

Запас кислорода на Земле почти безграничен. Атмосферный воздух относится к категории неисчерпаемых природных ресурсов, но хозяйственная деятельность человека влияет на атмосферу и изменяет состав воздуха. Эти изменения часто бывают настолько значительными и постоянными, что приходится принимать меры для их защиты.

За последние 100 лет атмосфера как природный ресурс претерпела значительные изменения вследствие антропогенного воздействия, которое выражается в поступлении огромного количества веществ, являющихся загрязняющими веществами и влияющих на эволюционные физико-химические процессы, происходящие в атмосфере. Антропогенное воздействие хозяйственной деятельности в настоящее время приобрело глобальный характер.

Антропогенное загрязнение может быть локальным, когда концентрация загрязняющих веществ возрастает на небольшой территории-городе, районе, сельскохозяйственной зоне, региональным, когда загрязняется большая территория, и глобальным, когда происходит изменение состояния атмосферы в целом на Земле.

На состав атмосферы отрицательно влияет выброс вредных веществ: оксидов серы, азота, углеводородов, пыли. Состояние воздушного бассейна определяется массой вредных веществ, поступающих из отходящих газов, и концентрацией вредных веществ. Основным показателем является концентрация вредных веществ и ее отношение к предельно допустимой концентрации. Концентрация вредного вещества в атмосфере определяется не только массой выброса, но и климатическими и метеорологическими характеристиками местности, где производится этот выброс. Закономерности распределения примесей определяются как свойствами самих загрязняющих веществ, так и регенеративными возможностями природной среды. Интенсивность рассеивания примесей зависит от распределения температуры по высоте над землей. Важную роль в диспергировании и переносе примесей в атмосферу играет распределение скорости ветра по высоте над землей и коэффициенты турбулентности в воздушном слое, где происходит диспергирование.

В зависимости от промышленной специализации города концентрация той или иной примеси в его атмосфере возрастает. Основными источниками техногенного загрязнения воздуха являются промышленные, транспортные и бытовые выбросы.

Наиболее существенное негативное влияние на состояние воздушного бассейна республики оказывает ряд отраслей промышленности.

Характер загрязнения атмосферного воздуха вокруг конкретного предприятия определяется используемой технологией производства, структурой выпускаемой продукции и оборудованием очистных сооружений. Сжигание угля, нефти и газа по разным причинам редко бывает полным. Поэтому промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу значительное количество твердых несгоревших частиц и вредных газов.

Промышленные выбросы представлены двумя группами. К одной из них относятся неорганизованные выбросы, возникающие из-за утечек в оборудовании и коммуникациях, плохо организованная транспортировка материалов, хранение сырья и т.д. Другая группа включает организованные выбросы. Их источниками являются дымоходы, вентиляционные отверстия, вентиляционные системы и т. д.

В то же время существуют средние оценки загрязнения при производстве единицы продукции. Так выплавка 1 млн тонн стали связана с выбросами 40 т пыли, диоксида серы и 50 т окиси углерода; выработка 1 млн кВт / ч электроэнергии на тепловых электростанциях связана с выбросом 10 т золы и 15 т диоксида серы; при производстве серной или азотной кислоты на каждые 1 т продукта в атмосферу выделяется до 20 т оксидов азота и диоксида серы.

При сжигании всех видов топлива образуются и затем выбрасываются в атмосферу водяные пары и углекислый газ, которые содержатся в атмосфере в естественных условиях и не оказывают вредного воздействия на человека. По этой причине эти газы не относятся к загрязнителям воздуха, хотя на них приходится большая часть всех антропогенных выбросов.

В крупных городах и густонаселенных районах первенство в загрязнении воздуха переходит от промышленности к транспорту, прежде всего к автомобилестроению. Основным компонентом автомобильных выхлопов является окись углерода, углеводороды и высокотоксичный свинец, который добавляют в бензин со специальными активированными присадками. Более того, 40% частиц свинца, испускаемых автомобилем, имеют диаметр менее 5 мкм, они способны длительное время оставаться во взвешенном состоянии и проникать с воздухом в организм животных и человека.

Вредные газы также выделяются воздушным транспортом. По уровню производимого загрязнения один сверхзвуковой авиалайнер приравнивается к 7 тысячам легковых автомобилей. Один реактивный самолет, летящий через Атлантический океан, за 8 часов полета потребляет столько же кислорода, сколько за это же время производят 25 тысяч гектаров лесов.

Загрязнение воздуха наносит значительный ущерб национальной экономике.

Территория Республики, помимо собственных источников загрязнения окружающей среды, загрязнена вредными примесями, выбрасываемыми в атмосферу соседних стран. Доля этих примесей в общем количестве загрязняющих веществ в атмосфере значительно превышает вклад их собственных источников загрязнения.

По прогнозам Национальной академии наук Беларуси, уровень фонового загрязнения атмосферного воздуха в республике должен снизиться к 2020 году, но уровень загрязнения городского воздуха оксидами азота значительно возрастет за счет значительного увеличения расхода автомобильного топлива.

Газовое загрязнение

При загрязнении атмосферы газами существует три фактора: выброс (эмиссия) вредных веществ, передача (перенос) вредных веществ и незрелость (внедрение) вредных веществ в организмы и ткани растений.

При выпуске газов необходимо учитывать высоту выходного отверстия над землей, скорость выпуска, Общее количество газа, его температуру и скорость распространения. Распределение газов в основном определяется их растворимостью в воде и способностью химически взаимодействовать с атмосферными компонентами. Кроме того, перенос связан с метеорологическими условиями и особенностями земной поверхности. Направление переноса эмиссии определяется направлением ветра, а высота подъема эмиссии определяется ее скоростью.

Угарный газ (со), называемый в повседневной жизни угарным газом, является наиболее распространенной и наиболее значительной (по массе) примесью атмосферы. В естественных условиях содержание СО в атмосфере очень мало: оно колеблется от сотых долей до 0,2 млн-1. Угарный газ поступает в атмосферу в составе вулканических и болотных газов, в результате лесных и степных пожаров, выделяемых микроорганизмами, растениями, животными и людьми. Большое количество со образуется в нефтяной промышленности и на химических предприятиях (крекинг нефти, производство формалина, углеводородов, аммиака и др.).

Еще одним важным источником угарного газа является табачный дым. В угольных шахтах и на путях подачи угля наблюдается высокая концентрация окиси углерода. Окись углерода образуется при неполном сгорании топлива в печах и двигателях внутреннего сгорания. Автомобильный транспорт является важным источником доходов от СО.

Непрерывный выброс СО, наряду с его относительно длительным присутствием в атмосфере, должен привести к большему увеличению концентрации СО в воздухе, чем это наблюдается на самом деле. Этому накоплению со препятствуют высшие растения, водоросли и особенно микроорганизмы. Высшие растения могут связывать CO в определенной степени с помощью аминокислоты Серин, и CO также может быть окислен до CO2.

Угарный газ чрезвычайно токсичен. При попадании в организм угарного газа нарушается способность крови доставлять кислород к тканям, возникают сосудистые спазмы, снижается иммунологическая активность человека. Соя нарушает фосфорный, азотистый и углеводный обмены.

Чрезвычайная опасность со, его отсутствие цвета и запаха, а также очень слабое поглощение активированным углем обычного противогаза делают этот газ особенно опасным.

Диоксид серы, или ангидрид диоксида серы (SO2), является вторым (по массе) загрязнителем воздуха. SO2 антропогенного происхождения образуется при сжигании угля (70% антропогенных выбросов) и нефти, в металлургической промышленности, при переработке серосодержащих руд, в различных химических и технологических процессах. Большая часть антропогенных выбросов SO2 связана с энергетикой и промышленностью.

Среднее время пребывания диоксида серы в атмосфере составляет две недели. Этого времени недостаточно для того, чтобы газ распространился в глобальном масштабе. Поэтому в соседних географических районах может наблюдаться большая разница в концентрации диоксида серы в атмосфере.

В атмосфере диоксид серы претерпевает ряд химических превращений, наиболее важными из которых являются окисление и кислотообразование. Окисление радикалами OH * имеет большое значение. В этом случае возможна реакция с озоном:

Во влажной атмосфере образуется серная кислота. В насыщенной водяным паром фазе диоксид серы сначала образует сернистую кислоту, которая вместе с озоном и перекисью водорода дает серную кислоту:

Сероводород и сероуглерод попадают в атмосферу отдельно или вместе с другими сернистыми соединениями. Основными источниками выбросов являются предприятия по производству искусственного волокна, коксохимические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и нефтяные месторождения. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями они подвергаются медленному окислению до сернистого ангидрида.

Азот образует смесь различных оксидов, но только оксид азота NO и диоксид азота NO2 являются важными загрязнителями атмосферы.

Оксиды азота играют большую роль в образовании фотохимического «смога», они также влияют на разрушение озонового слоя и приводят к образованию кислотных дождей. Загрязнение воздуха оксидами азота, как правило, является относительно низким. Но в районах с развитой химической промышленностью существуют локальные зоны повышенного содержания NO и NO2 в воздухе. техногенное загрязнение атмосферного воздуха окружающей среды

Диоксид азота-это стабильный желтый газ, который в большинстве случаев придает воздуху в городах буроватый оттенок, ядовит, имеет неприятный запах, а также является сильным коррозионным агентом. Под воздействием ультрафиолетового излучения NO2 разрушается, превращаясь в NO. Разрушение NO2 также происходит при температурах выше 600?С, что объясняет более высокое содержание NO по сравнению с содержанием NO2 в выхлопных газах автомобилей.

Двуокись азота хранится в атмосфере в среднем около трех суток. При взаимодействии с водяным паром он превращается в азотную кислоту и другие нитраты. В отличие от серной кислоты, азотная кислота может длительное время оставаться в атмосфере в газообразном состоянии, так как она плохо конденсируется. Пары азотной кислоты поглощаются в атмосфере облачными каплями или аэрозольными частицами.

Образование оксидов азота в процессах горения связано с окислением атмосферного азота и, в меньшей степени, с окислением органических соединений азота, содержащихся в топливе. По мере повышения температуры количество оксидов азота значительно увеличивается. Основным источником выбросов оксидов азота, не связанных с сжиганием топлива, является производство азотной кислоты.

Углеводороды, которые опасны тем, что являются промежуточными продуктами в процессе образования озона, попадают в атмосферу при сжигании топлива и переработке нефтепродуктов, при производстве пластмасс, красителей, пищевых добавок, парфюмерии, смол, пигментов, пестицидов, а также при переработке каучуков. Кроме того, многие углеводороды выделяются в процессе роста и размножения растений. По оценкам ученых, ежегодно из природных источников во всем мире выделяется 117 миллионов тонн углеводородов, а из антропогенных-100 миллионов тонн. Однако углеводороды, присутствующие в атмосфере городов, в основном являются продуктами горения.

Кроме того, неполное сгорание приводит к образованию (синтезу) опасных канцерогенных циклических углеводородов. Особенно много канцерогенных (вызывающих рак легких) углеводородов содержится в смоле и саже, выделяемых дизельными двигателями и системами отопления. Хотя можно добиться некоторого снижения выбросов, хорошо отрегулировав двигатель и хорошо управляя автомобилем, дизельный двигатель является одним из первых источников загрязнения воздуха канцерогенными веществами.

Углеводороды претерпевают различные превращения, окисление, полимеризацию, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечным излучением. В результате этих реакций образуются пероксидные соединения, свободные радикалы и соединения углеводородов с оксидами азота и серы, часто в виде аэрозольных частиц.

Источниками загрязнения соединениями фтора являются предприятия, производящие алюминий, эмали, стекло, керамику, сталь и фосфорные удобрения. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений фтористого водорода. Соединения характеризуются токсическим действием. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Хлорные соединения попадают в атмосферу с химических заводов, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорид извести и соду. В атмосфере они возникают в виде примеси молекул хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется типом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке железа и его переработке в сталь в атмосферу выбрасываются различные тяжелые металлы и токсичные газы.

Жидкие аэрозоли

Аэрозоли делятся на:

При определенных погодных условиях в поверхностном слое воздуха могут образовываться особенно большие концентрации вредных аэрозольных примесей. Это обычно происходит, когда происходит инверсия в воздушном слое непосредственно над источниками газовых и пылевых выбросов-расположение слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы концентрируются под инверсионным слоем, их содержание резко возрастает вблизи Земли, что становится одной из причин образования ранее неизвестного фотохимического тумана в природе.

По своему физиологическому воздействию на организм человека смог чрезвычайно опасен для дыхательной и кровеносной систем, а также часто является причиной преждевременной смерти городских жителей с плохим здоровьем.

Наиболее важным свойством аэрозолей является способность частиц оставаться взвешенными, двигаться преимущественно как единое целое и коагулировать друг с другом при столкновении. В стационарной среде аэрозольные частицы удерживаются во взвешенном состоянии в поле тяготения за счет собственного теплового движения. Однако в атмосфере в аэрозолях помимо радиационного температурного прогрева гравитационного поля действуют и другие силы. Прежде всего, это горизонтальные и вертикальные движения воздуха, называемые ветром. Горизонтальные движения связаны с циркуляцией атмосферы, движением барических образований (циклонов и антициклонов), и есть следствие неравномерного потепления земной поверхности. Вертикальные смещения связаны с турбулентностью в атмосфере.

Под действием силы тяжести в аэрозольном облаке менее плотная фаза перемешивается (плавает), а более плотная фаза перемешивается вниз (оседание или седиментация). Капельки тумана или аэрозольные частицы имеют тенденцию оседать под действием силы тяжести. В случае облаков это проявляется в виде дождя или снега.

Твердые аэрозоли

Источниками природных аэрозолей являются океаны, космическая пыль,частицы почвы и горных пород, которые поднимаются в воздух ветровой эрозией, органические вещества-пыльца, споры, бактерии и др., частицы дыма, возникающие при лесных и торфяных пожарах, продукты вулканических извержений.

Атмосферные аэрозоли над океаном образуются в результате распыления капель морской воды и их последующего испарения. Капли образуются, когда ветер сдувает брызги с гребней волн, когда осадки выпадают на поверхность воды, в зоне прибоя у берегов. Основным компонентом морских аэрозолей является хлорид натрия, но они содержат карбонаты, сульфаты, калий, магний и кальций, а также органические соединения. Взвешенные в воздухе частицы солей в прибрежных районах наносят значительный ущерб сельскохозяйственным культурам и вызывают коррозию металлов.

Вулканы являются важным источником аэрозолей, но их вклад сильно варьируется во времени и пространстве. Одно мощное извержение может многократно увеличить выброс частиц в атмосферу, что происходит в периоды «спокойной» вулканической активности. Например, извержение вулкана Агунг на острове Бали в 1963 году выбросило большое количество аэрозолей в тропосферу и стратосферу, вызвав очень эффектные вечерние рассветы по всему земному шару. Появление аэрозолей в стратосфере в результате этого извержения вызвало повышение температуры там примерно на 5? С. Вулканические аэрозоли представляют собой мелко измельченную лаву или капли серной кислоты, содержащие растворы сульфатов, галогенидов, следы никеля и хрома.

Степные, кустарниковые и лесные пожары являются еще одним важным источником тропосферных аэрозолей. Зола, выбрасываемая пожарами в атмосферу, состоит из неорганических веществ, минералов, которые изначально присутствовали в растительных тканях. Зола содержит частицы углерода, которые не являются полностью сгоревшими смолистыми веществами. Крупные лесные пожары могут быть источниками атмосферных аэрозолей, которые заметны в глобальном масштабе.

Метеоритная пыль бывает двух видов. Таким образом, субмикронные частицы из межпланетного пространства могут достигать поверхности земли в неизменном виде. Более крупные из них частично горят или плавятся.

Частицы биологического происхождения переносятся на большие расстояния. Споры грибов, например, были обнаружены над океаном на расстоянии 1000 км, а пыльца-в 2500 км от возможного ближайшего источника. Морские бактерии были обнаружены в пробах воздуха более чем в 100 км от побережья [4].

Аэрозоли антропогенного происхождения составляют примерно 20% от содержания природных аэрозолей. Они образуются в основном при сжигании твердого и жидкого топлива. Кроме того, ряд отраслей промышленности, таких как цементные заводы, выбрасывают в атмосферу большое количество пыли. Пространственное распределение антропогенных аэрозолей неравномерно, и они являются загрязнителями атмосферы, играя вредную роль как по отношению к человеку и животным, так и растительным сообществам.

Атмосферный аэрозоль также делится на:

Аэрозольные частицы проникают в стратосферу в результате извержений вулканов, дрейфа ядер конденсации при развитии кучево-дождевых облаков, вершины которых простираются за пределы тропосферы. Определенный вклад в образование стратосферных аэрозолей вносят высотная авиация,ракеты-носители и др. Внеземные аэрозоли, содержащие следы никеля, также наблюдаются в стратосфере.

Дисперсионные аэрозоли с твердыми частицами (пылью) образуются в атмосфере в естественных условиях, а также при измельчении твердых частиц в шахтах, заливке порошков (муки, мела) и др.

При взрывном разрушении твердых тел происходит, как правило, диспергирование вещества и его испарение с последующей конденсацией паров и образованием аэрозолей.

Размеры твердых частиц, наблюдаемых в атмосфере, варьируются в широких пределах: от тысяч и сотых долей до нескольких десятков микрометров. В зависимости от размера аэрозольные частицы делятся на три класса:

Мелкодисперсный аэрозоль вносит значительный вклад в поглощение излучения и, как следствие, в изменение теплового режима атмосферы.

Заключение

Количество аэрозолей в атмосфере огромно, наблюдается постоянный приток и перетекание. Более крупные частицы осаждаются сами по себе, более мелкие вымываются дождем или снегом. Продолжительность пребывания аэрозолей в атмосфере определяет их так называемое»время жизни». В тропосфере время жизни аэрозолей составляет от 6 до 40 дней. В стратосфере среднее время жизни аэрозольных частиц увеличивается с высотой: до месяца в слое 10-12 км, 1-2 года на высоте 20 км и от 4 до 20 лет на высоте 50 км.

Проблемы, связанные с аэрозолями, многогранны. Аэрозоли могут влиять на формирование климата Земли как в целом, так и в отдельных ее районах. Наиболее важной положительной ролью аэрозолей является нуклеация, т. е. свойство конденсировать воду. Однако они могут изменять отражательную способность планеты Земля и тем самым изменять глобальную температуру.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник