2.3 Газы в атмосфере

Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого такими климатическими факторами, как перемещение воздушных масс и атмосферные осадки, жизнедеятельность животного и растительного мира, особенно лесов и планктона Мирового океана, а также в результате космических процессов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека.

Атмосфера выполняет следующие функции:

- содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;

- является источником углекислого газа для фотосинтеза растений;

- защищает живые организмы от космических излучений;

- сохраняет тело Земли и регулирует климат;

- трансформирует газообразные продукты обмена веществ;

- переносит водяные пары по планете;

- является средой обитания летающих форм организмов;

- служит источником химического сырья и энергии.

Состав атмосферного воздуха представлен в таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Состав атмосферного воздуха в тропосфере

Название вещества	Концентрация, %	Устойчивость	Химические реакции, определяющие неустойчивость
N2	87,084	устойчив	-
O2	20,947	неустойчив	Медленно реагирует с оксидом железа (II) и соединениями углерода
Ar	0,944	Устойчив	-
CO2	0,033	неустойчив	Медленно реагирует с силикатами
Ne	1,818·10-5	Устойчив	-
Не	5,24·10-6	Устойчив	-
CH4	2·10-6	Неустойчив	CH4 + 2O2 ↔ CO2 + 2 H2O
Kr	1,14·10-6	Устойчив	-
H2	5·10-7	Неустойчив	2H2 + O2 ↔ 2 H2O
N2O	5·10-7	Неустойчив	2 N2O ↔2 N2 + O2
Xe	8,7·10-8	устойчив	-

Основными вредными веществами атмосферы считаются диоксид серы, оксиды азота (окислители), угарный газ (монооксид углерода) СО, углеводороды и пыль. Основными их называют потому, что они поступают в атмосферу в очень больших количествах. Определение их как вредных веществ оправдано, так как они в локальных или региональных масштабах обнаруживаются в воздухе в таких концентрациях, которые приводят к вредным воздействиям на организм человека, как в острой опосредованной форме, так и в процессе непосредственного воздействия.

При рассмотрении загрязнения атмосферного воздуха газами следует учитывать факторы эмиссии (выброс) вредных газов, трансмиссии (перенос) газов и имиссии (ввод) вредных веществ в организмы и растения.

Среди газов, имеющих тенденцию к глобальному распространению, можно назвать диоксид углерода, метан, фреоны, в то время как диоксид серы и диоксид азота подобно пыли в тропосфере, сохраняются в атмосфере от нескольких дней до нескольких недель. Перенос газовых загрязнений связан с метеорологическими условиями, особенностями земной поверхности, значениями температуры отдельных слоев воздуха, а также определяется их растворимостью в воде и способностью к химическому взаимодействию с компонентами атмосферы.

По «времени жизни» в атмосфере вещества в первом приближении могут быть разделены на: долгоживущие вещества (с временем жизни около года и более), короткоживующие вещества (с временем жизни до 10 суток) и среднеживущие (табл. 2.7).

Таблица 2.7 - Пребывание (τ) следовых газов в атмосфере

Газ	τ	Газ	τ
Водород	6-8 лет	Формальдегид	5-10 сут.
Диоксид углерода	4 года	Оксид азота	4 сут.
Метан	3,6 года	Диоксид азота	4 сут.
Метилхлорид	3 года	Диоксид серы	3-7 сут.
Карбонил сульфид	1 год	Хлороводород	4 сут.
Сероуглерод	40 сут.	Аммиак	2 сут.
Монооксид углерода	36 сут.	Диметилсульфид	1 сут.

Скорость распространения воздушных масс при дальнем переносе обычно состав­ляет от нескольких сотен до тысячи километров в сутки. Поэтому на большие рассто­яния могут распространяться вещества со временем жизни в атмосфере более 0,5 суток. Заметное пополнение при поступлении вещества из атмосферы в воды и почвы происходит, если его время жизни в этих средах не менее года.

В таблице 2.8 представлены данные по вымыванию газов осадками.

Таблица 2.8 - Вымывание газов дождями

Период наблюдения	Концентрация аэрозольных частиц, мкг/м3
	NO2	NO	SO2	Cl2
Перед дождем	21,6	11,9	328,0	14,3
После дождя	11,0	9,1	212,0	5,3
Осталось после дождя, %	51,0	76,0	65,0	37,0

Т.о., можно сделать вывод, что процессами, способствующими выведению газов из атмосферы, являются преимущественно сухое и мокрое осаждение, а также химические, фотохимические и микробиологические процессы.