Атмосфера Земли , её структура и роль в биосфере.
Загрязнение атмосферы , его причины и последствия.
Возможные изменения климата планеты
Атмосфера Земли и её загрязнение 2
Атмосфера - воздушная оболочка Земли состоит из смеси
азота (78%),кислорода (21%),аргона (менее 1%),углекислого газа (0,02%- 0,03%),а также небольшой примеси гелия , неона, ксенона, криптона, водорода, озона, аммиака, йода и
других веществ, на долю которых приходится около 0,01% объёма атмосферы. Ещё примерно 4% составляют пары воды и пыль.
Атмосфера содержит слой озона (трёхатомного кислорода,О3),который располагается у экватора на высоте 15- 20 км,в умеренных широтах - 22-26 км и на полюсах - 8-10 км.
Благодаря специфическому газовому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному для животного и растительного мира температурному режиму и присутствию водяного пара, атмосферу можно назвать одним из главных источников жизни на Земле.
Атмосфера Земли и её загрязнение 3
В нижней части атмосферы расположена тропосфера (до озонового экрана),над ней расположен озоновый экран, над ним - стратосфера (до 38 км от поверхности Земли, мезосфера (38-42 км),термосфера (42-80 км) и ионосфера (80-500 км).
Озоновый слой, охраняющий биосферу от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца,
имеет огромное значение для существования жизни на Земле.
По широтным поясам Земли средняя высота его расположения меняется следующим образом: минимальная высота - у полюсов (8 км) и у экватора (15 км), максимальная - в умеренных широтах (45 гр. с. и ю. широты)- 25 км. Концентрация озона в верхней части атмосферы (стратосфере) непостоянна,
увеличивается от экватора к полюсам и подвержена сезонным изменениям с весенним максимумом.
Атмосфера Земли и её загрязнение 4
Для жизнедеятельности организмов наиболее важными составляющими атмосферного воздуха являются: кислород, углекислый газ, озон и водяной пар.
Кислород расходуется в процессах дыхания, окисления органического вещества и неорганических элементов.
Углекислый газ расходуется в проессе фотосинтеза продуцентами (зелёными растениями) и выделяется при разложении органики.
Озон - это фильтр, поглощающий вредную для жизни часть солнечной радиации.
В ХХ столетии на состав атмосферы значительное влияние начал оказывать антропогенный фактор,
вызывающий её прогрессирующее загрязнение.
Атмосфера Земли и её загрязнение 5
Основные источники загрязнения атмосферы и основные вещества -загрязнители.
В основе загрязнения атмосферы - техногенное загрязнение. Производственные мощности на Земле удваиваются каждые 14-15 лет. Сейчас в атмосферу ежегодно выбрасывается 700 млн.т различных аэрозолей и газов, не считая твёрдых частиц размером более 10 мкм, которые оседают вблизи источника загрязнения.
Транспорт. Один из основных источников загрязнения атмосферы - автомобильный транспорт. Мировой парк автомобилей насчитывал ещё в 1986 г более 300 млн. машин, ежегодно он значительно расширяется. Годовой выброс вредных веществ автомобильным транспортом в атмосферу составляет 50 млн.т углеводородов и 200 млн.т оксида углерода ,при использовании бензиновых двигателей. Кроме того автотранспортом выбрасываются и другие вредные примеси: оксиды азота, канцерогенный бензопирен, альдегиды, диоксид серы, свинец, хлор, бром. Дизельные двигатели выделяют значительные количества сажи и частичек копоти.
При сгорании 1 кг горючего карбюраторный двигатель выбрасывает в воздух 800 г окиси углерода (СО),или угарного газа,90 г углеводородов,20 г оксидов азота,0,7 г альдегидов,0,6 г
диоксида серы,0,5 г соединений свинца,0,001 г бензапирена и
Атмосфера Земли и её загрязнение 6
Кроме автотранспорта, атмосферу сильно загрязняют и другие виды транспорта - железнодорожный, морской, речной и авиационный. например, один самолёт при перелёте на расстояние 1000 км тратит столько же кислорода, сколько потребляет человек в течение года. Особенно загрязнены вокзалы, порты, причалы и аэродромы.
Промышленные предприятия. Основными загрязнителями являются чёрная и цветная металлургия, цементная промышленность, коксовое производство, нефтяная и химическая промышленность. Они загрязняют атмосферу такими веществами и материалами, как пыль, дымы, в том числе дымы окислов железа рыжего цвета, соединениями С, S, фтора, N, Cl и др.
Много вредных веществ выделяются котельными теплоэлектроцентралей и при использовании котелков для отопления домов. В некоторых странах для отопления используют низкокачественный каменный и бурый уголь, содержащие высокие концентрации серы, а например в Индии, в Калькутте, топят сухим навозом.
Атмосфера Земли и её загрязнение 7
Основные вещества загрязнители.
Оксид углерода (СО),угарный газ.
Составляет, в среднем 33% всех вредных выбросов в атмосферу. Ниже всего концентрация СО вблизи озонового слоя (озон - активный окислитель), на высоте 8-25 км, а также у поверхности Земли, особенно на суше, так как в почве много микрофлоры, окисляющей СО до СО2. Оксид углерода и продукты его фотохимических превращений очень токсичны для человека. В организме он вытесняет кислород из его соединений с гемоглобином крови и человек может погибнуть от кислородного голодания.
Двуокись серы,SO2.
Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательного тракта, вызывает хронические бронхиты, эмфизему, воспаление лёгких и др. От двуокиси серы страдают также хвойные и фруктовые деревья.
Во влажном воздухе двуокись серы соединяясь с парами воды образует сернистую кислоту и выпадает на землю в виде кислотных дождей. При наличии в воздухе или почве металлов
(особенно свинца, ртути, кадмия, алюминия), образуются поражающие всё живое соли серной кислоты.
Атмосфера Земли и её загрязнение 8
Другие газы и аэрозоли.
Это хлор, фтор,аэрозоли и дымы (твёрдые частицы углерода, золы, кремнезёмной и цементной пыли).
При современной технологии производства цемента примерно 20% его идёт на выбросы в атмосферу.
Загрязнение атмосферы влияет и на растительный покров (наступает гибель всех физиологических функций растений, в частности, угнетение роста, цветения и плодоношения),ухудшает качество почв
(особенно, если при соединении SO3 c водой образуется серная кислота),наступает подкисление почв, нарушаются газовый режим и микробиологические процессы, разрушает здания и сооружения ,так как твёрдые частицы играют роль абразивных материалов и вызывают коррозию металлов.
Атмосфера Земли и её загрязнение 9
Зависимость загрязнения от климата и синоптических ситуаций.
При постоянных выбросах наиболее опасны для человека условия антициклона, с безградиентным барическим полем, со слабыми ветрами и штилями, отсутствием горизонтального и вертикального перемешивания воздушных масс, с образованием приземных смогов.
И наоборот, циклонические условия наиболее благоприятны для рассеивания вредных примесей.
В высоких широтах токсические вещества разлагаются медленнее, чем в тропиках,где выше уровень солнечной радиации, особенно ультрафиолетового излучения,
вызывающего фотохимические реакции окисления техногенных выбросов. Во влажных тёплых районах токсиканты разрушаются и вымываются быстрее, чем в сухих холодных районах, где происходит накопление токсикантов.
Опасны с точки зрения загрязнения также межгорные котловины и долины, где часто наблюдается застой воздуха. Холмистая
местность более опасна, чем открытая ветрам равнина.
.
Атмосфера Земли и её загрязнение 10
Различают местное и планетарное загрязнения.
Местное загрязнение.
Хотя промышленные города занимают не более 2% суши, именно они являются основными источниками загрязнения
атмосферы. Над промышленными городами обычно образуется -смог - смесь техногенной пыли, паров бензина и других углеводородов, окислов азота, а также сернистого газа и оксида углерода СО. Выделяют три типа смогов: ледяной (на Аляске),
лондонский и лос-анжелесский (светохимический).
Ледяные смоги формируются, когда Солнце на Аляске не поднимается более чем на 4,5 часа над горизонтом, нет суточного хода температуры и температура воздуха ниже -35 градусов по С. При этом водяные пары превращаются в микроркристаллы льда диаметром 5-10 мкм и резко уменьшает видимость, до 10 м.При этом часто они соединяются с SО2 , образуя капли серной кислоты.