Лабораторна робота №2

Атмосфера: види забруднень і методи очищення атмосферного повітря

1. Мета роботи.

Вивчення причин і видів забруднення повітряного басейну, післядії забруднення. Ознайомлення з методиками очищення повітря та прогнозування його стану на майбутнє.

2. Ключові положення

Повітряні оболонки нашої планети – атмосфера – захищає живі організми від згубної дії ультрафіолетового випромінювання Сонця і інших жорстких космічних випромінювань. Вона також захищає Землю від метеоритів і космічного пилу.

Атмосфера підтримує тепловий баланс. Атмосферне повітря – це джерело дихання людини, тварин, синтезу хімічних речовин. Вона являється матеріалом для охолодження різних промислових і транспортних установок, а також середовищем, в яке викидаються відходи життєдіяльності людини, тварин і рослин.

Відомо, що без їжі людина прожити біля 5 тижнів, без води –біля 5 діб, а без повітря не проживе і 5 хвилин. Потреба людини в чистому повітрі складає від 5 до 10 л/хвилину, або 12-15 кг/добу.

Людство знаходиться на дні Великого повітряного океану. Найбільше вивчений участок атмосфери простирається від рівня моря до висоти 100 м. В цілому атмосфера ділиться на декілька сфер: тропосфера, літосфера, стратосфера, мезосфера, іоносфера (термосфера), екзосфера. Границі між сферами називають паузами. За хімічним складом атмосфера Землі поділяється на нижню (до 100 км) і верхню – гетеросферу, яка має неоднорідний хімічний склад. Крім газів в атмосфері присутні різні аерозолі – пилоподібні або водяні частинки, які знаходяться в газоподібному середовищі в зваженому стані. Вони можуть бути як природного так і техногенного походження.

Тропосфера – це приземна нижня частина атмосфери, в якій існує більшість живих організмів в тому числі і людина. В цій сфері зосереджено більше 80% маси всієї атмосфери. Її потужність (висота на земній поверхні) визначається інтенсивністю вертикальних потоків повітря, які залежать від температури земної поверхні. В зв’язку з цим на екваторі вона досягає висоти 16–18 км, в середніх широтах – до 10–11 км, а на полюсах – до 8 км. Відмічено закономірне зниження температури повітря від висоти в середньому на 0,6º С на кожні 100 м.

В тропосфері знаходиться більша частина космічного і антропогенного пилу, водяного пару, кисню, інертних газів і азоту. Вона практично прозора для короткохвильової сонячної радіації. Разом з тим водяні пари, озон, вуглекислий газ, які знаходяться в атмосфері, достатньо сильно вбирають теплове (довгохвильове) випромінювання планети, в результаті чого відбувається деяке нагрівання тропосфери.

Це призводить до вертикального переміщення повітряних потоків, конденсації водяних парів, утворенню хмар і опадів.

На рівні моря склад атмосферного повітря такий: 78% азоту, 21% кисню, незначну кількість інертних газів, вуглекислого газу, метану, водню.

Стратосфера – розміщена вище тропосфери до висоти 50 –55 км.

Температура біля її верхньої границі росте в зв’язку з присутністю озонна.

Мезосфера – верхня границя цього шару фіксується на висоті 80 км. Головна її особливість –це різке зниження температури (до –75º–90ºС) біля верхньої границі Тут спостерігаються так звані сріблясті хмари, які складаються із льодяних кристалів.

Іоносфера (термосфера) –досягає висоти 800 км. Для неї характерне суттєве підвищення температури (більше +1000ºС). Під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця гази атмосфери знаходяться в іонізованому стані. З цим пов’язано виникнення полярного сяйва, я свічення газів. Іоносфера має властивості багаторазового відбуття радіохвиль, що забезпечує далекий радіозв’язок на Землі.

Екзосфера – розповсюджується від висоти 800 км до висоти 2000–3000 км.

Температури тут досягають +2000ºС. Важливим є той факт, що швидкість руху газів наближається до критичного значення 11,2 км/с. В складі переважають атоми водню і гелію, які формують навколо нашої планети так звану корону, яка досягає висоти 20 тис. км.