II. Экологическая химия атмосферы

Атмосфера – это мощная газовая оболочка Земли, характеризующаяся резко выраженной неоднородностью строения и состава. Её масса составляет 5¹⁵т. Девять десятых этой массы сосредоточено в самом нижнем слое толщиной в 17 км, хотя в целом её признаки отчётливо фиксируются и на высоте 20 тыс. км от поверхности Земли.

Современную атмосферу, вероятно, следует рассматривать как изначальную, поскольку её состояние отличается от первичного только ускользанием водорода и гелия, изменением молекулярного состава в результате фотосинтеза и заметным переходом углерода (главным образом в виде карбоната кальция) в земную кору.

2.1. Представление об атмосфере

Атмосфера – это как бы «живая» система газов, находящихся под переменным излучением солнца, проникающим на различные высоты и производящим различные действия над этими газами. Другими словами, атмосфера – это смесь молекулярных, диссоциированных и ионизированных газов, находящихся на различных высотах, между которыми происходят постоянные реакции, обусловливающие возникновения как более лёгких, так и тяжелых частиц. Всё это приводит к «перемешиванию» атмосферы и соответственно к постоянству её основного состава.

Рассматривая вопросы состава атмосферы, следует обратить внимание на следующие обстоятельства. Во-первых, наиболее полно на сегодня изучен нижний слой атмосферы – тропосфера. Во-вторых, совершенствование методов газового анализа может привести к обнаружению дополнительных, практически незаметных компонентов воздуха. Наконец, в-третьих, основные составные части атмосферы следует подразделять на три группы: постоянные, переменные и случайные. К первой группе относятся кислород (21% по объёму), азот (около 78%) и инертные газы (около 1%). Содержание этих составных частей практически не зависит от того, в каком месте поверхности земного шара взята проба сухого воздуха. Ко второй группе относятся диоксид углерода (0,02-0,04%) и водяной пар (до 3%). К третьей группе относятся случайные компоненты, определённые местными условиями. Так, вблизи металлургических заводов воздух часто содержит диоксид серы; в местах, где происходит распад органических остатков, - аммиак и т.д. Следует подчеркнуть также, что в воздухе атмосферы наших дней содержится огромное количество многообразных техногенных примесей – твёрдых, жидких, газообразных. Средняя молекулярная масса сухого воздуха, вытекающая из состава, равна 28,966. Масса кислорода в атмосфере составляет 1,5¹⁵т, азота - 4¹⁵т, аргона - 16¹²т, углекислого газа – 2,3¹²т.

В результате сложного и постоянного взаимодействия тропосферы с гидросферой и литосферой она всё время что-то теряет и что-то получает.

Таблица 2

Состав сухого воздуха тропосферы

Газ	Содержание, об. %	Молекулярная масса	Газ	Содержание, об. %	Молекулярная масса
N O Ar CO2 Ne	78,09 20,95 0,93 0,03 1,8-2	28,016 32,000 39,944 44,010 20,183	He Kr Hr Xe O3	5,24-4 1,0-4 5,0-5 8,0-6 1,0-6	4,003 83,800 2,016 131,300 48,000