Газовий склад та будова атмосфери

Атмосфера - газова оболонка Землі, що простягається у космічний простір приблизно на 3000 км.

Майже 50% усієї маси атмосфери зосереджено в нижньому 5 км прошарку, 75% - у 10 км, а 90% - у 16 км.

Живі організми зосередженні в прошарку нижче 12-18 км, тобто нижче озонового прошарку, хоча космонавтами були виявлені спори мікроорганізмів на висоті приблизно 85 км, причому вони знаходились в латентному (сплячому) стані. Атмосфера Землі формувалася впродовж тривалого періоду (3-4 млрд. років), але за останні 50 млн. років її склад стабілізувався. Сучасна атмосфера Землі складається, в основному, (на рівні моря) із: азоту — 78,09%; кисню - 20,94%; аргону - 0,93%; С0₂- 0,03%; водню - 0,01%.

З числа малих по кількості газів слід зазначити вуглекислий газ (С0₂) і озон, які роблять вирішальний вплив на життя. Крім того, в атмосфері завжди присутні водяні пари, а в нижній її частині присутні зважені частки — результат природної або антропогенної діяльності. Ці частки впливають на прозорість атмосфери, що у свою чергу, впливає на життя. С0₂ в атмосфері з'являється в результаті дихання рослин і тварин, діяльності вулканів, антропогенним шляхом. За останні роки утримання С0₂ в атмосфері збільшується за рахунок антропогенної діяльності. Так як С0₂ добре поглинає теплове випромінювання, що йде від Землі, то підвищення утримання С0₂ в атмосфері може призвести до так званого "парникового ефекту" і перегріву біосфери.

Важливою складовою атмосфери, що впливає на життя, є озоновий прошарок, максимальна щільність якого на висоті 12-16 км. Цей прошарок захищає все живе від ультрафіолетового випромінювання сонця. Руйнація озонового прошарку в результаті техногенного впливу, виникнення озонових дір — одна з глобальних проблем сучасності. З ультрафіолетовою радіацією вчені пов'язують збільшення онкологічних захворювань, виникнення мутацій (ультрафіолет руйнує молекули ДНК, а це вже генетичні зміни). Варто зауважити, що атмосфера має дуже важливе екологічне значення. Вона регулює клімат планети, відвертає її від надмірного нагрівання й охолодження, підтримуючи середню температуру Землі порядку 14°С. Атмосфера захищає всі живі організми Землі від згубного впливу космічних променів, ударів метеоритів, через неї здійснюється фотосинтез і обмін енергії - головні процеси біосфери. Атмосфера впливає на характер і динаміку всіх екзогенних процесів, що здійснюється в літосфері. Розвиток гідросфери також у значній мірі залежить від атмосфери.

Сучасне промислове виробництво є джерелом все більш зростаючого забруднення атмосфери, яке переноситься повітряними потоками на величезні відстані і завдає величезної шкоди природному середовищу.

3. Поняття атмосферного забруднення. Природне і штучне забруднення.

Атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними часточками і рідкими речовинами, які негативно впливають на живі істоти, погіршуючи умови їх існування.

Джерела його забруднення можуть бути природними і штучними (антропогенними):

Рис.1. Штучні та природні джерела забруднення атмосфери

Природне забруднення атмосфери. У нормі природні джерела за­бруднення не спричинюють істотних змін повітря. Інтенсивне поширення певного природного джерела забруднення на певній території (викиди попелу і газів вулканами, лісові і степові пожежі) можуть стати серйозною причиною забруднення атмосфери. Так, під час виверження вулкана Кракатау у 1883 р. маса попелу та пилу становила 150 млрд. т, і вони поширилися майже по всій земній кулі. Внаслідок виверження вулкана на Алясці в 1912 р. в атмосферу надійшло понад 20 млрд. т пилу, який тривалий час утримувався в повітрі. Такі катастрофічні явища зумовлюють іноді утворення світлонепроникного екрана навколо Землі, а також зміну її теплового балансу. Проте природні забруднення атмосфери здебільшого не завдають великої шкоди людині, бо відбуваються за певними біологічними законами і регулюються кругообігом речовин, виявляються періодично.

Штучне (антропогенне) забруднення атмосфери. відбувається внаслідок зміни її складу та властивостей під впливом діяльності людини. За будовою та характером впливу на атмосферу штучні джерела забруднення умовно поділяють на технічні (пил цементних за­водів, дим і сажа від згоряння вугілля) та хімічні (пило- або газоподібні речовини, які можуть вступати в хімічні реакції).

За агрегатним станом усі забруднювальні речовини поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Саме газоподібні забрудники становлять 90 % загальної маси речовин, що надходять в атмосферу.

Забруднення атмосфери неоднакове по регіонах. В індустріально розвинених районах воно може бути в тисячу разів більшим за середньопланетарні значення. У світі щороку спалюють понад 10 млрд т органічного палива, переробляють близько 2 млрд рудних і нерудних матеріалів. Лише при спалюванні вугілля и атмосферу щороку потрап­ляє близько 120 млн т попелу, а разом з іншими видами пилу — до 300 мли т. За приблизними підрахунками, в атмосферу за останні 100 років надійшло 1,5 млн т арсену, 1 мли т нікелю, 900 тис. т чадного газу, 600 тис. т цинку, стільки ж міді.

Серйозної шкоди навколишньому середовищу завдає хімічна промисловість. Особливо небезпечними є сірчисті сполуки, оксиди азоту, хлор та ін. Майже всі забруднювальні речовини можуть вступати між собою в реакції, утворюючи високотоксичні сполуки. У поєднанні з туманом це явище дістало назву фотохімічного смогу.

Значним джерелом забруднення довкілля є підприємства чорної металургії. Вони викидають в атмосферу багато пилу, кіптяви, сажі, важких металів (свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром). Ці речовини практично стали постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем.

Повітря забруднюють практично всі види сучасного транспорту, кількість якого постійно збільшується у всьому світі. Майже всі складові вихлопних газів автомобілів шкідливі для людського організму, а оксиди азоту до того ж беруть активну участь у створенні фотохімічного смогу. Одна вантажівка або один легковик викидає в повітря відповідно 6 м4 З м3 чадного газу СО. Забруднюється повітря і пилом гуми з покришок автомобілів і літаків (один автомобіль утворює близько 10 кг гумового пилу).

Найбільшу загрозу для людства становить забруднення атмосфери радіоактивними речовинами. Ця проблема вперше виникла в 1945 р. після вибуху двох атомних бомб, скинутих з американських літаків на японські міста Хіросиму й Нагасакі. Природна радіоактивність існує незалежно від діяльності людини.

Живі істоти певною мірою пристосувалися до неї, хоч шкідливість її для них є очевидною.

Атмосфера має здатність до самоочищення. Концентрація забруднювальних речовин через розпорошення їх у повітрі, осідання твердих часточок під впливом сили гравітації, випадання різних домішок з опадами (дощ інтенсивністю 1 мм/год за 45 хв вимиває з повітря 28 % часточок пилу діаметром 10 мкм). Проте від величезної кількості забруднювальних речовин, що надходять в атмосферу сьогодні, вона не встигає самоочищуватись. Так, при спалюванні за рік 2,1 млрд т кам'яного вугілля і 0,8 млрд т бурого в навколишнє середовище потрапляє 225 тис. т арсену, 225 тис. т германію, 153 тис. т кобальту і, крім того, мільйони тони пилу з металургійних заводів, майже 1/5 частина світового виробництва цементу.

За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9-10 мли т. Порівняно з масою земної атмосфери це мізерна величина, однак на висоті 50 — 100 м від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною відносно кількості чистого повітря.

Головними екологічними глобальними наслідками забруднення атмосфери є:

- парниковий ефект;

- озонова дірка;

- кислотні дощі;

- смог.

Вплив транспорту на атмосферне повітря. В промислово розвитих країнах основним джерелом забруднення атмосфери є автотранспорт, парк якого безупинно росте. Якщо в 1900 р. на планеті нараховувалося біля 6 тис. автомобілів, то до 2000 р. чисельність світового парку автомашин досягла 500 млн. одиниць.

Дата добавления: 2014-01-04