Атмосферні процеси - все для МГСУ - навчальний портал для студентів

На організми і людей негативно впливає забруднення повітря. Не потребує доведення, що стійкість біосфери залежить від чистоти повітря. Відомо, що без їжі людина може прожити 5 тижнів, без води - до 5 діб, а без повітря - не проживе і 5 хв. Тому ясно, як велика роль атмосфери для вирішення пов'язаних з нею екологічних завдань.
Атмосфера є газовою оболонкою Землі і складається з декількох сфер, між якими є перехідні шари - паузи (рис. 14).

Мал. 14 Вертикальний розріз атмосфери.

Найбільш вивчений ділянку атмосфери (від рівня моря до Н = 100 км) ділиться на 4 частини:

тропосфера - від рівня моря до 12 км над поверхнею;
стратосфера - від 12 км до 50 км;
мезосфера - від 50 км до 85 км;
термосфера (іоносфера) - вище 85 км.

Атмосфера складається з механічної суміші не взаємодіють між собою газів: азот - 78,08%; кисень - 20,95%; аргон - 0,93%; СО 2 - 0,035% і решта гази (водень, неон, гелій, метан та ін.). Більш 4/5 повітря зосереджено в тропосфері, в стратосфері на висоті вище 20 км розташований озоновий шар (екран), що поглинає УФ-випромінювання Сонця і виробляє кисень.
Забруднення атмосфери викликається природними та антропогенними джерелами, що викидають тверді, рідкі, газоподібні і змішані речовини: періодично або безперервно, з очищенням або без неї, нагріті або холодні, організовано (через спеціальні споруди - труби і газоходи) або неорганізовано (в результаті порушення технологій і аварій. у результаті можна наступним чином представити схему руху забруднювачів в атмосфері.

Мал. 15 Схема руху забруднювачів в атмосфері.

Природні забруднювачі. пил, гази, продукти розкладання рослин, тварин, мікроорганізмів. Антропогенні забруднювачі. гази, пил, зола, сажа. Відмінність природних забруднювачів від антропогенних полягає в тому, що навіть при значній інтенсивності (наприклад, після виверження вулкана) вони не роблять істотного впливу на природу. До антропогенним джерелам забруднень відносять промислові, транспортні і побутові викиди, які можуть бути у вигляді газів, пилу та сажі. Механічні і хімічні забруднення - це викиди в атмосферу пилу, диму і сажі від цементних заводів і інших промислових виробництв, згоряння вугілля, стирається з покришок гуми транспорту.
Найбільш часто в атмосферу надходять: зола, пил, ZnO, ZnCl 2. SO 2. SO 3. NO, NO 2. NH 3. O 3. смоли, силікати, радіоактивні гази, аерозолі. Атмосферу забруднюють всі види транспорту, проте найбільше - автомобілі (55% транспортних засобів). Один легковий автомобіль, проходячи в рік 15 000 км, споживає приблизно 4 т кисню, спалює близько 2-3 т палива і викидає в навколишнє середовище 3250 кг СО 2. 530 кг СО, 27 кг NO, 10 кг гумового пилу. Велико забруднення атмосфери тепловими електростанціями після спалювання протягом 1 року 2,1 млрд. Т кам'яного вугілля і 0,8 млрд. Т бурого вугілля в навколишнє середовище викидається: 225 тис. Т миш'яку (все світове виробництво в рік - 40 тис. Т) : 255 тис. т германію (виробництво - 100 тис. т): 153 тис. т кобальту (виробництво - 1,3 тис. т). Заводи будівельних матеріалів викидають пил, фториди, SO 2. NO 2. від нафтохімічних підприємств надходять в атмосферу вуглеводні, сірководень, бензол, толуол, стирол, ацетон і ін.
Серйозним фактором є радіоактивне зараження атмосфери (в результаті ядерних вибухів, роботи АЕС та ін. Реакторів). Радіонукліди проникають при вибухах в стратосферу, переносяться повітряними течіями і можуть перебувати в аерозолі 3-9 років, а в нижніх шарах атмосфери - до 3-х місяців. Поступово вони осідають на землю або вимиваються опадами.

В результаті підвищення забруднення повітря в деяких містах і погіршення атмосферного обміну може деградувати повітряний басейн. Одним з проявів цього явища зміг - суміш токсичних туманів, що виявляється при високій вологості в холодну пору року.
Розрізняють два види смогу:

зміг, пов'язаний із забрудненням атмосфери кіптявою або димом, що містять діоксид сірки (Лондонський смог);
зміг, викликаний забрудненням повітря вихлопними газами транспорту, що містять оксиди азоту (зміг Лос-Анжелеса).

Другий тип є фотохімічним смогом. т. к. необхідною складовою частиною процесу є протікання фотохімічних реакцій:
hν
NO + O 3 → NO 2 + O 2
hν
NO 2 → NO + O

O + O 2 → O 3
Фотохімічний зміг - суміш газів і аерозолів, що утворюється в результаті фотохімічних реакцій під впливом сонця між забрудненнями і компонентами повітря, він поглинає близько 80% УФ-променів. Смог посилюється при певних погодних умовах, особливо - при температурної інверсії. Зазвичай на висоті температура повітря нижче, ніж на поверхні Землі, в цьому випадку тепле повітря піднімається від землі, несучи з собою забруднені речовини і розсіюючи їх на висоті. При температурної інверсії шар холодного повітря над землею перекритий теплим. В результаті висхідний рух повітря, несучі забруднюючі речовини, блокується, і вони накопичуються над землею. У багатьох людей зміг викликає головні болі, нудоту, подразнення очей і горла, погіршує загальний стан, особливо, при респіраторних захворюваннях (астма, енфізема легких).