Главная » Каталог статей » Экология » Экология конспект лекций

Атмосферные процессы
Федеральное агентство  по  образованию
Московский  Государственный Строительный  Университет
Авторы: А.С. Маршалкович, М.И. Афонина, Т.А. Алешина.

ЭКОЛОГИЯ - Конспект лекций.
Москва 2009

Введение.
Тема 1. Учение о биосфере и ее эволюции.
Тема 2. Основные законы и принципы экологии.
Тема 3. Экосистемы и их особенности.
Тема 4. Круговороты веществ.
Тема 5. Воздействия на окружающую среду.
  • Глобальные экологические проблемы.
  • Загрязнения окружающей среды.
  • Загрязнение гидросферы.
  • Экологическая надежность и безопасность.
Заключение.
Список использованной литературы.

Атмосферные процессы.

   На организмы и людей отрицательно влияет загрязнение воздуха. Не требует доказательства, что устойчивость биосферы зависит от чистоты воздуха. Известно, что без пищи человек может прожить 5 недель, без воды – до 5 суток, а без воздуха – не проживет и 5 мин. Поэтому ясно, как велика роль атмосферы для решения связанных с нею экологических задач.
   Атмосфера является газовой оболочкой Земли и состоит из нескольких сфер, между которыми имеются переходные слои – паузы (рис. 14).

Вертикальный разрез атмосферы
Рис. 14 Вертикальный разрез атмосферы.


   Наиболее изученный участок атмосферы (от уровня моря до Н=100 км) делится на 4 части:
  • тропосфера – от уровня моря до 12 км над поверхностью;
  • стратосфера – от 12 км до 50 км;
  • мезосфера  - от 50 км до 85 км;
  • термосфера (ионосфера)  -  выше 85 км.
   Атмосфера состоит из механической смеси не взаимодействующих между собой газов: азот – 78,08%; кислород – 20,95%; аргон – 0,93%; СО2 - 0,035% и остальные газы (водород, неон, гелий, метан и др.). Более 4/5 воздуха сосредоточено в тропосфере, в стратосфере на высоте выше 20 км расположен озоновый слой (экран), поглощающий УФ-излучение Солнца и вырабатывающий кислород.
   Загрязнение атмосферы вызывается природными и антропогенными источниками, выбрасывающими твердые, жидкие, газообразные и смешанные вещества: периодически или непрерывно, с очисткой или без нее, нагретые или холодные, организованно (через специальные  сооружения – трубы и газоходы) или неорганизованно (в результате нарушения технологий и аварий.  В результате можно следующим образом представить схему движения загрязнителей в атмосфере.

Схема движения загрязнителей в атмосфере
Рис. 15 Схема движения загрязнителей в атмосфере.

   Природные загрязнители: пыль, газы, продукты разложения растений, животных, микроорганизмов. Антропогенные загрязнители: газы, пыль, зола, сажа. Отличие природных загрязнителей от антропогенных состоит в том, что даже при значительной интенсивности (например, после извержения вулкана) они не оказывают существенного влияния на природу. К антропогенным источникам загрязнений относят промышленные, транспортные и бытовые выбросы, которые могут быть в виде газов, пыли и сажи. Механические и химические загрязнения – это выбросы в атмосферу пыли, дыма и сажи  от цементных заводов и других промышленных производств, сгорания угля, стирающейся с покрышек резины транспорта.
   Наиболее часто в атмосферу поступают: зола, пыль, ZnO, ZnCl2, SO
2, SO3, NO, NO2, NH3, O3, смолы, силикаты, радиоактивные газы, аэрозоли. Атмосферу загрязняют все виды транспорта, однако больше всего – автомобили (55% транспортных средств). Один легковой автомобиль, проходя в год 15 000 км, потребляет примерно 4 т кислорода, сжигает около 2-3 т топлива и выбрасывает в окружающую среду 3250 кг СО2, 530 кг СО, 27 кг NO, 10 кг резиновой пыли. Велико загрязнение атмосферы тепловыми электростанциями после сжигания в течение 1 года 2,1 млрд. т каменного угля и 0,8 млрд. т  бурого угля в окружающую среду выбрасывается: 225 тыс. т мышьяка (все мировое производство в год – 40 тыс. т):  255 тыс. т германия  (производство -  100 тыс. т): 153 тыс. т кобальта (производство – 1,3 тыс. т). Заводы строительных материалов выбрасывают пыль, фториды, SO2, NO2, от нефтехимических предприятий поступают в атмосферу углеводороды, сероводород, бензол, толуол, стирол, ацетон и др.
   Серьезным фактором является  радиоактивное заражение атмосферы (в результате ядерных взрывов, работы АЭС и др. реакторов). Радионуклиды проникают при взрывах в стратосферу, переносятся воздушными течениями и могут находиться в аэрозоле 3-9 лет, а в нижних слоях атмосферы – до 3-х месяцев. Постепенно они осаждаются на землю или вымываются осадками.

Смог
   В результате повышения загрязнения воздуха в некоторых городах и ухудшения атмосферного обмена может деградироваться воздушный бассейн. Одним из проявлений этого явления  смог – смесь токсичных туманов, проявляющаяся при высокой влажности в холодное время года.
Различают два вида смога:
  1. смог, связанный с загрязнением атмосферы копотью или дымом, содержащими диоксид серы (Лондонский смог);
  2. смог, вызванный загрязнением воздуха выхлопными газами транспорта, содержащими оксиды азота (смог Лос-Анжелеса).
   Второй тип является фотохимическим смогом, т. к. необходимой составной частью процесса является протекание фотохимических реакций:
                             hν        
          NO  +  O3   →   NO
2  +  O2
                      hν                          
              NO
2 →  NO + O                 
                        
             O + O
2    → O3
   Фотохимический смог – смесь газов и аэрозолей, образующаяся в результате фотохимических реакций под воздействием солнца между загрязнениями и компонентами воздуха, он поглощает около 80% УФ-лучей. Смог усиливается при определенных погодных условиях, особенно – при температурной инверсии. Обычно на высоте температура воздуха ниже, чем на поверхности Земли, в этом случае теплый воздух поднимается от земли, унося с собой загрязненные вещества и рассеивая их на высоте. При температурной инверсии слой холодного воздуха над землей перекрыт теплым. В результате восходящее движение воздуха, уносящее загрязняющие вещества, блокируется, и они накапливаются над землей. У многих людей смог вызывает головные боли, тошноту, раздражение глаз и горла, ухудшает общее состояние, особенно, при респираторных заболеваниях (астма, энфизема легких).


Похожие материалы
Всего комментариев: 0
avatar